CN108183000A - 一种耐弯折多层透明导电薄膜的制备方法 - Google Patents

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杨勇
姚婷婷
金克武
李刚
沈洪雪
彭赛奥
汤永康
金良茂
甘治平
马立云
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    • C23C14/34—Sputtering
    • C23C14/35—Sputtering by application of a magnetic field, e.g. magnetron sputtering

Abstract

本发明公开一种耐弯折多层透明导电薄膜的制备方法，包括以下步骤：S1、清洗基底并吹干；S2、通过磁控溅射工艺在基底表面沉积下TCO膜层；S3、采用旋涂法在下TCO膜层表面制备单层聚苯乙烯微球，聚苯乙烯微球在下TCO膜层表面呈矩形阵列式分布；S4、通过磁控溅射工艺，在各个聚苯乙烯微球的间隙之间沉积金属；S5、利用有机溶剂超声清洗去除聚苯乙烯微球，得到表面分布有矩形阵列式半球形凹坑的金属层；S6、通过磁控溅射工艺，在金属层顶面沉积上TCO膜层，得到所述透明导电薄膜；利用聚苯乙烯微球作为模板，进而溅射出特殊结构的金属层，能有效的提高整个膜系的导电性和耐弯折性，同时可以减少TCO膜层的厚度，节约材料成本；并且使整个膜系透过率良好。

Description

一种耐弯折多层透明导电薄膜的制备方法
技术领域
本发明涉及导电薄膜技术领域，具体是一种耐弯折多层透明导电薄膜的制备方法。
背景技术
目前，太阳能电池、柔性信息显示器件、电致发光及平板显示器等光电器件中均需要低电阻、高透光性能的透明电极。透明导电氧化物薄膜(TCO)，如氧化铟系、氧化锌系以及氧化锡系的薄膜通常作为上述器件的透明电极。
透明导电氧化物薄膜也有着一些缺陷，例如：只有当薄膜到达一定厚度时，其电阻率才能满足要求；薄膜不耐弯折、易碎，也限制了其在柔性基底上的应用；而且一些金属元素（如铟）的匮乏使得透明导电氧化物薄膜的造价昂贵，所以迫切需要改善这些劣势，以使其满足柔性信息显示方面的应用。金属基复合透明导电多层膜，如ITO/M/ITO三明治结构作为ITO薄膜的替代材料，在一定程度上提高了其电导率及耐弯折性，但其透明性受到了影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耐弯折多层透明导电薄膜的制备方法，该方法得到的导电薄膜具有耐弯折、导电性能良好的优点。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种耐弯折多层透明导电薄膜的制备方法，包括以下步骤：
S1、清洗基底并吹干；
S2、通过磁控溅射工艺，在基底表面沉积下TCO膜层；
S3、采用旋涂法在下TCO膜层表面制备单层聚苯乙烯微球，聚苯乙烯微球在下TCO膜层表面呈矩形阵列式分布；
S4、以聚苯乙烯微球为模板，通过磁控溅射工艺，在各个聚苯乙烯微球的间隙之间沉积金属；
S5、利用有机溶剂超声清洗去除聚苯乙烯微球，得到表面分布有矩形阵列式半球形凹坑的金属层；
S6、通过磁控溅射工艺，在金属层顶面沉积上TCO膜层，得到所述透明导电薄膜。
进一步的，步骤S1所述基底采用柔性基底或玻璃基底。
进一步的，步骤S2所述的下TCO膜层以及步骤S6所述的上TCO膜层为ITO薄膜、AZO薄膜或FTO薄膜。
进一步的，步骤S3所述聚苯乙烯微球的粒径为2～10µm。
进一步的，步骤S3磁控溅射时的溅射功率为40～80W，溅射金属采用镍、铝、银或金。
进一步的，步骤S5得到金属层的相邻两个半球形凹坑的间距为200～600nm，金属层底面至顶面最高点的厚度为20～40nm。
进一步的，步骤S5超声清洗时间10～30min，有机溶剂为四氢呋喃或甲苯。
进一步的，采用ITO薄膜时的厚度为10～20nm，采用AZO薄膜的厚度为100～200nm。
本发明的有益效果是：
一、利用聚苯乙烯微球作为模板，进而溅射出特殊结构的金属层，能有效的提高整个膜系的导电性和耐弯折性，同时可以减少TCO膜层的厚度，节约材料成本；并且使整个膜系透过率良好。
二、上、下TCO膜层一方面起导电作用，另一方面对金属层起保护作用。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：
图1是本发明步骤S2的示意图；
图2是本发明步骤S3的示意图；
图3是图2的俯视图；
图4是本发明步骤S4的示意图；
图5是本发明步骤S5的示意图；
图6是图5的俯视图；
图7是本发明步骤S6的示意图。
具体实施方式
本发明提供一种耐弯折多层透明导电薄膜的制备方法，包括以下步骤：
S1、将聚酯薄膜作为基底放入超声波清洗机内，先用丙酮超声20min，再用酒精超声20min，然后用去离子水超声20min，最后用N2吹干，得到洁净的基底；也可采用聚乙烯醇薄膜或聚酰亚胺薄膜作为基底，或者使用玻璃基底；
S2、如图1所示，通过磁控溅射工艺，在基底1表面沉积下TCO膜层2；
S3、结合图2与图3所示，采用旋涂法在下TCO膜层2表面制备单层聚苯乙烯微球3，聚苯乙烯微球3在下TCO膜层2表面呈矩形阵列式分布；聚苯乙烯微球3的粒径为2～10µm；
S4、结合图4所示，以聚苯乙烯微球3为模板，通过磁控溅射工艺，在各个聚苯乙烯微球的间隙之间沉积金属；磁控溅射时的溅射功率为40～80W，溅射金属采用镍、铝、银或金；
S5、结合图5与图6所示，利用有机溶剂超声清洗去除聚苯乙烯微球3，得到表面分布有矩形阵列式半球形凹坑4的金属层5；超声清洗时间10～30min，有机溶剂为四氢呋喃或甲苯；相邻两个半球形凹坑4的间距为200～600nm，金属层5底面至顶面最高点的厚度为20～40nm；
S6、结合图7所示，通过磁控溅射工艺，在金属层5顶面沉积上TCO膜层6，得到所述透明导电薄膜。
步骤S2所述的下TCO膜层2以及步骤S6所述的上TCO膜层6为ITO薄膜、AZO薄膜或FTO薄膜。采用ITO薄膜时的厚度为10～20nm，采用AZO薄膜的厚度为100～200nm。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (8)

1.一种耐弯折多层透明导电薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、清洗基底并吹干；
S2、通过磁控溅射工艺，在基底表面沉积下TCO膜层；
S3、采用旋涂法在下TCO膜层表面制备单层聚苯乙烯微球，聚苯乙烯微球在下TCO膜层表面呈矩形阵列式分布；
S4、以聚苯乙烯微球为模板，通过磁控溅射工艺，在各个聚苯乙烯微球的间隙之间沉积金属；
S5、利用有机溶剂超声清洗去除聚苯乙烯微球，得到表面分布有矩形阵列式半球形凹坑的金属层；
S6、通过磁控溅射工艺，在金属层顶面沉积上TCO膜层，得到所述透明导电薄膜。
2.根据权利要求1所述的一种耐弯折多层透明导电薄膜的制备方法，其特征在于，步骤S1所述基底采用柔性基底或玻璃基底。
3.根据权利要求1所述的一种耐弯折多层透明导电薄膜的制备方法，其特征在于，步骤S2所述的下TCO膜层以及步骤S6所述的上TCO膜层为ITO薄膜、AZO薄膜或FTO薄膜。
4.根据权利要求1所述的一种耐弯折多层透明导电薄膜的制备方法，其特征在于，步骤S3所述聚苯乙烯微球的粒径为2～10µm。
5.根据权利要求1所述的一种耐弯折多层透明导电薄膜的制备方法，其特征在于，步骤S3磁控溅射时的溅射功率为40～80W，溅射金属采用镍、铝、银或金。
6.根据权利要求1所述的一种耐弯折多层透明导电薄膜的制备方法，其特征在于，步骤S5得到金属层的相邻两个半球形凹坑的间距为200～600nm，金属层底面至顶面最高点的厚度为20～40nm。
7.根据权利要求1所述的一种耐弯折多层透明导电薄膜的制备方法，其特征在于，步骤S5超声清洗时间10～30min，有机溶剂为四氢呋喃或甲苯。
8.根据权利要求3所述的一种耐弯折多层透明导电薄膜的制备方法，其特征在于，采用ITO薄膜时的厚度为10～20nm，采用AZO薄膜的厚度为100～200nm。
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