[發明專利]一種基于碳納米管/銀/摻鋁氧化鋅結構的柔性電極

有效

• 申請號: 201210021319.3
• 申請日: 2012-01-31
• 公開（公告）號: CN102544388A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 李福山;郭太良;胡利勤;徐勝;林之曉;張蓓蓓
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: H01L51/52
• 分類號: H01L51/52;H01L51/56;G06F3/041
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

技術領域

本發明屬于電子材料技術領域，具體涉及一種基于碳納米管/銀/摻鋁氧化鋅（AZO）結構的柔性電極及其制備方法，適用于制作柔性觸摸屏的電極。

背景技術

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光顯示器相結合，可實現柔性的觸摸顯示器。這種觸摸屏與傳統玻璃基板的觸摸屏相比起來重量更輕、體積更小，更耐用、并且可以彎曲方便攜帶。這層柔性電極還可應用于柔性有機電致發光顯示器（OLED），柔性太陽能電池等柔性的電子產品中。

碳納米管（Carbon?Nanotubes-CNT）具有良好的導電性，很高的長徑比，高的機械強度和良好的化學穩定性，并具有多種制備方法。在多種制備碳納米管導電薄膜的方法中，流動催化劑化學氣相沉積法、噴涂法和電泳法是較為常用的成膜工藝，用這些方法可以在低溫下生長，膜厚易于控制并可以大規模生產。采用碳納米管薄膜作為電極具有很好的彎曲穩定性，但是當前其電阻率較大，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，并且是導電和導熱性能最好的金屬，因此引入銀層能夠起到形變緩沖層的作用，同時還可以提高膜層的電導率。AZO是一種新型的透明半導體材料，與傳統的氧化銦錫（ITO）相比，由于地球儲量豐富，因此具有成本低廉，且環境友好等顯著的優勢，因此預計將會取代ITO成為主流的透明導電電極材料。然而，當前AZO電極存在的問題是制備柔性電極時導電能力衰減明顯。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供了一種基于碳納米管/銀/摻鋁氧化鋅（AZO）結構的柔性電極及其制備方法，該方法通過采用碳納米管/Ag/AZO多膜體系結構制備的新型的透明柔性電極，與碳納米管薄膜相比具有較低的方阻值，同時在保證透過率的同時，使基板即使在彎曲一定角度后仍能保持較好的導電性。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種基于碳納米管/銀/摻鋁氧化鋅結構的柔性電極為金屬基多膜系結構，從下往上依次是柔性聚對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。

一種基于碳納米管/銀/摻鋁氧化鋅結構的柔性電極的制備方法包括以下步驟：

1）采用薄膜制備工藝（流動催化劑化學氣相沉積法、噴涂法或者電泳法）在柔性基板上鍍上一層碳納米管薄膜；

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薄膜上繼續鍍摻鋁氧化鋅薄膜。

步驟1）所述的碳納米管薄膜厚度為30～100nm。

步驟2）所述的磁控濺射鍍膜時間為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間為9~20min，所述的摻鋁氧化鋅薄膜厚度為100~200nm。

本發明的顯著優點為：本發明提供了一種導電性能優良、輕便耐用的碳納米管/Ag/AZO結構的柔性電極，該電極結構工藝簡單，與傳統的薄膜制備工藝相比能很好兼容，同時能有效解決碳管自身導電能力不足、以及AZO薄膜彎曲之后導電能力衰減的問題，使柔性觸摸屏和柔性發光器件，比如柔性有機電致發光器件有望得以實現和量產。

附圖說明

圖1是本發明實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為本發明實施例的PET基板結構示意圖。

圖3為本發明實施例的PET/碳納米管膜層結構示意圖。

圖4為本發明實施例的PET/碳納米管/Ag膜層結構示意圖。

圖5為本發明實施例的PET/碳納米管/Ag/AZO膜層結構示意圖。

圖6是本發明實施例在PET基板上鍍上碳納米管層的電鏡照片。

圖7是本發明實施例在PET基板上鍍上碳納米管層、銀層和AZO層后的電鏡照片。

具體實施方式

下面結合附圖及實施例具體說明本發明一種基于碳納米管/Ag/AZO的柔性電極。本發明提供優選實施例，但不應該被認為僅限于在此闡述的實施例。

在此參考圖是本發明的理想化實施例的示意圖，本發明所示的實施例不應該被認為僅限于圖中所示的區域的特定形狀。在本實施例中均以矩形表示，圖中的表示是示意性的，但這不應該被認為限制本發明的范圍。

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這種結構。