專利名稱：一種基于碳納米管/銀/摻鋁氧化鋅結(jié)構(gòu)的柔性電極的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及ー種基于碳納米管/銀/摻鋁氧化鋅 (AZO)結(jié)構(gòu)的柔性電極及其制備方法，適用于制作柔性觸摸屏的電扱。
背景技術(shù)：
柔性觸摸屏采用一種用可彎曲的基板材料(比如透明的塑料薄板或金屬薄片，來(lái)代替普通的玻璃基板)制作的觸摸屏，將這層觸摸屏與柔性電致發(fā)光顯示器相結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)柔性的觸摸顯示器。這種觸摸屏與傳統(tǒng)玻璃基板的觸摸屏相比起來(lái)重量更輕、體積更小，更耐用、并且可以彎曲方便攜帯。這層柔性電極還可應(yīng)用于柔性有機(jī)電致發(fā)光顯示器(OLED)， 柔性太陽(yáng)能電池等柔性的電子產(chǎn)品中。碳納米管(Carbon Nanotubes-CNT)具有良好的導(dǎo)電性，很高的長(zhǎng)徑比，高的機(jī)械強(qiáng)度和良好的化學(xué)穩(wěn)定性，并具有多種制備方法。在多種制備碳納米管導(dǎo)電薄膜的方法中， 流動(dòng)催化劑化學(xué)氣相沉積法、噴涂法和電泳法是較為常用的成膜エ藝，用這些方法可以在低溫下生長(zhǎng)，膜厚易于控制并可以大規(guī)模生產(chǎn)。采用碳納米管薄膜作為電極具有很好的彎曲穩(wěn)定性，但是當(dāng)前其電阻率較大，尚不能滿足要求。銀(Ag)有很好的柔韌性和延展性，延展性僅次于金，并且是導(dǎo)電和導(dǎo)熱性能最好的金屬，因此引入銀層能夠起到形變緩沖層的作用，同時(shí)還可以提高膜層的電導(dǎo)率。AZO是ー種新型的透明半導(dǎo)體材料，與傳統(tǒng)的氧化銅錫(ITO)相比，由于地球儲(chǔ)量豐富，因此具有成本低廉，且環(huán)境友好等顯著的優(yōu)勢(shì)，因此預(yù)計(jì)將會(huì)取代ITO成為主流的透明導(dǎo)電電極材料。然而，當(dāng)前AZO電極存在的問(wèn)題是制備柔性電極時(shí)導(dǎo)電能力衰減明顯。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種基于碳納米管/銀/摻鋁氧化鋅(AZO)結(jié)構(gòu)的柔性電極及其制備方法，該方法通過(guò)采用碳納米管/Ag/AZO多膜體系結(jié)構(gòu)制備的新型的透明柔性電扱，與碳納米管薄膜相比具有較低的方阻值，同時(shí)在保證透過(guò)率的同吋，使基板即使在彎曲一定角度后仍能保持較好的導(dǎo)電性。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案
一種基于碳納米管/銀/摻鋁氧化鋅結(jié)構(gòu)的柔性電極為金屬基多膜系結(jié)構(gòu)，從下往上依次是柔性聚對(duì)苯ニ甲酸乙ニ醇酯基板，碳納米管薄膜層jg薄膜層和摻鋁氧化鋅薄膜層。一種基于碳納米管/銀/摻鋁氧化鋅結(jié)構(gòu)的柔性電極的制備方法包括以下步驟
1)采用薄膜制備エ藝(流動(dòng)催化劑化學(xué)氣相沉積法、噴涂法或者電泳法)在柔性基板上鍍上ー層碳納米管薄膜；
2)將鍍上碳納米管薄膜的柔性基板放入真空室，采用磁控濺射法在碳納米管薄膜上鍍 Ag薄膜；
3)再次采用磁控濺射法，在Ag薄膜上繼續(xù)鍍摻鋁氧化鋅薄膜。步驟1)所述的碳納米管薄膜厚度為30 lOOnm。
步驟2)所述的磁控濺射鍍膜時(shí)間為30 100s，所述的Ag薄膜厚度為9 35nm。步驟3)所述的磁控濺射鍍膜時(shí)間為iT20min，所述的摻鋁氧化鋅薄膜厚度為 10(T200nm。本發(fā)明的顯著優(yōu)點(diǎn)為本發(fā)明提供了一種導(dǎo)電性能優(yōu)良、輕便耐用的碳納米管/ Ag/AZO結(jié)構(gòu)的柔性電極，該電極結(jié)構(gòu)エ藝簡(jiǎn)單，與傳統(tǒng)的薄膜制備エ藝相比能很好兼容，同時(shí)能有效解決碳管自身導(dǎo)電能力不足、以及AZO薄膜彎曲之后導(dǎo)電能力衰減的問(wèn)題，使柔性觸摸屏和柔性發(fā)光器件，比如柔性有機(jī)電致發(fā)光器件有望得以實(shí)現(xiàn)和量產(chǎn)。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例一種基于碳納米管/Ag/AZO的柔性電極的制造方法流程圖。圖2為本發(fā)明實(shí)施例的PET基板結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明實(shí)施例的PET/碳納米管膜層結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本發(fā)明實(shí)施例的PET/碳納米管/Ag膜層結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為本發(fā)明實(shí)施例的PET/碳納米管/Ag/AZO膜層結(jié)構(gòu)示意圖。圖6是本發(fā)明實(shí)施例在PET基板上鍍上碳納米管層的電鏡照片。圖7是本發(fā)明實(shí)施例在PET基板上鍍上碳納米管層、銀層和AZO層后的電鏡照片。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及實(shí)施例具體說(shuō)明本發(fā)明ー種基于碳納米管/Ag/AZO的柔性電扱。 本發(fā)明提供優(yōu)選實(shí)施例，但不應(yīng)該被認(rèn)為僅限于在此闡述的實(shí)施例。在此參考圖是本發(fā)明的理想化實(shí)施例的示意圖，本發(fā)明所示的實(shí)施例不應(yīng)該被認(rèn)為僅限于圖中所示的區(qū)域的特定形狀。在本實(shí)施例中均以矩形表示，圖中的表示是示意性的，但這不應(yīng)該被認(rèn)為限制本發(fā)明的范圍。一種基于碳納米管/Ag/AZO的柔性電極，包括柔性基板，碳納米管膜層，Ag層以及 AZO膜層，其特征在于碳納米管/Ag/AZO這種結(jié)構(gòu)。請(qǐng)參照?qǐng)D1，本發(fā)明實(shí)施例所提供的一種基于碳納米管/Ag/AZO的柔性電極的制備方法包括下列步驟
第一歩，提供一基板100，如圖2所示。該基板通常為聚對(duì)苯ニ甲酸乙ニ醇酯(PET)基板，也可以采用其他絕緣材料柔性基板。第二步，采用噴涂法在樣板上均勻地鍍上一層碳納米管，從而形成碳納米管膜層 110，如圖3所示。第三歩，取出碳納米管柔性膜層，然后放入真空室，采用磁控濺射法在碳納米管膜層110上鍍上層Ag薄膜120，如圖4所示；
第四歩，在鍍好的Ag薄膜上再磁控濺射上AZO薄膜130 ； 最后得到碳納米管/Ag/AZO金屬基多膜系結(jié)構(gòu)，如圖5所示。實(shí)施例1
一種基于碳納米管/Ag/AZO結(jié)構(gòu)的柔性電極的制備方法，包括如下步驟
1)采用噴涂法在聚對(duì)苯ニ甲酸乙ニ醇酯基板上鍍ー層碳納米管薄膜；
2)取出噴涂法制備的碳納米管薄膜，放入真空室，采用磁控濺射法在碳納米管薄膜上
4鍍Ag薄膜12nm ；
3)再次采用磁控濺射法，在Ag薄膜上鍍ー層AZO薄膜。實(shí)施例2
一種基于碳納米管/Ag/AZO結(jié)構(gòu)的柔性電極的制備方法，包括如下步驟
1)采用噴涂法在聚對(duì)苯ニ甲酸乙ニ醇酯基板上鍍ー層碳納米管薄膜；
2)取出噴涂法制備的碳納米管薄膜，放入真空室，采用磁控濺射法在碳納米管薄膜上鍍Ag薄膜15nm ；
3)再次采用磁控濺射法，在Ag薄膜上鍍ー層AZO薄膜。實(shí)施例3
一種基于碳納米管/Ag/AZO結(jié)構(gòu)的柔性電極的制備方法，包括如下步驟
1)采用噴涂法在聚對(duì)苯ニ甲酸乙ニ醇酯基板上鍍ー層碳納米管膜層；
2)取出噴涂法制備的碳納米管薄膜，放入真空室，采用磁控濺射法在碳納米管薄膜上鍍Ag薄膜ISnm ；
3)再次采用磁控濺射法，在Ag薄膜上鍍ー層AZO薄膜。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種基于碳納米管/銀/摻鋁氧化鋅結(jié)構(gòu)的柔性電扱，其特征在于所述的柔性電極為金屬基多膜系結(jié)構(gòu)，從下往上依次是柔性聚對(duì)苯ニ甲酸乙ニ醇酯基板，碳納米管薄膜層，Ag薄膜層和摻鋁氧化鋅薄膜層。
2.一種如權(quán)利要求1所述的基于碳納米管/銀/摻鋁氧化鋅結(jié)構(gòu)的柔性電極的制備方法，其特征在于所述的制備方法包括以下步驟1)采用薄膜制備エ藝在柔性基板上鍍上ー層碳納米管薄膜；2)將鍍上碳納米管薄膜的柔性基板放入真空室，采用磁控濺射法在碳納米管薄膜上鍍 Ag薄膜；3)再次采用磁控濺射法，在Ag薄膜上繼續(xù)鍍摻鋁氧化鋅薄膜。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于碳納米管/銀/摻鋁氧化鋅結(jié)構(gòu)的柔性電極的制備方法，其特征在于步驟1)所述的碳納米管薄膜厚度為30 lOOnm。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于碳納米管/銀/摻鋁氧化鋅結(jié)構(gòu)的柔性電極的制備方法，其特征在于步驟2)所述的磁控濺射鍍膜時(shí)間為30 100s，所述的Ag薄膜厚度為9 j5nm0
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于碳納米管/銀/摻鋁氧化鋅結(jié)構(gòu)的柔性電極的制備方法，其特征在于步驟幻所述的磁控濺射鍍膜時(shí)間為iT20min，所述的摻鋁氧化鋅薄膜厚度為 10(T200nm。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于碳納米管/銀/摻鋁氧化鋅(AZO)結(jié)構(gòu)的柔性電極及其制備方法，該柔性電極為金屬基多膜系結(jié)構(gòu)，從下往上依次是柔性聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯基板，碳納米管薄膜層，Ag薄膜層和摻鋁氧化鋅薄膜層。本發(fā)明提供的柔性電極結(jié)構(gòu)在保證其透過(guò)率的同時(shí)很好地改善了其導(dǎo)電性，并且有效改善了柔性基板彎曲(曲率半徑為40mm)后陽(yáng)極的導(dǎo)電性。本發(fā)明制備的柔性電極結(jié)構(gòu)、工藝簡(jiǎn)單，與傳統(tǒng)的薄膜制備工藝能很好兼容，同時(shí)能有效解決碳納米管膜層自身導(dǎo)電能力不足、以及AZO彎曲之后導(dǎo)電能力衰減的問(wèn)題，使柔性光電器件，比如柔性觸摸屏，有機(jī)發(fā)光二極管和柔性太陽(yáng)能電池有望實(shí)現(xiàn)實(shí)用化和量產(chǎn)化。
文檔編號(hào)H01L51/56GK102544388SQ201210021319
公開(kāi)日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2012年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月31日
發(fā)明者張蓓蓓, 徐勝, 李福山, 林之曉, 胡利勤, 郭太良 申請(qǐng)人:福州大學(xué)