CN114050223A - 一种透明导电结构的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种透明导电结构的制备方法，包括：步骤S1，提供一柔性基底；步骤S2，于柔性基底的上表面沉积得到一第一金属氧化物层；步骤S3，于第一金属氧化物层的上表面沉积得到一合金层；步骤S4，于合金层的上表面沉积得到一金属层；步骤S5，于金属层的上表面沉积得到一第二金属氧化物层。有益效果是通过本方法制备得到的透明导电结构的总厚度不大于110nm，镀膜时间短，可以有效提高光的取出效率并减少光损失，并且在室温下即可达到比ITO薄膜更佳的光电性能。
Description
技术领域
本发明涉及导电结构制备技术领域，尤其涉及一种透明导电结构的制备方法。
背景技术
目前，大部分柔性OLED(Organic Light-Emitting Diode，Organic Light-Emitting Display有机发光半导体)器件采用ITO薄膜、金属薄膜或金属氧化物薄膜等结构作为阳极材料，但都存在成本高、耐弯折性差、透光性低或者导电性不理想等问题。
因此需要一种耐弯折性强、成本低、透光率高、导电性好的导电结构作为OLED器件的阳极并提供对应的制备方法。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种透明导电结构的制备方法，具体包括以下步骤:
步骤S1，提供一柔性基底；
步骤S2，于所述柔性基底的上表面沉积得到一第一金属氧化物层；
步骤S3，于所述第一金属氧化物层的上表面沉积得到一合金层；
步骤S4，于所述合金层的上表面沉积得到一金属层；
步骤S5，于所述金属层的上表面沉积得到一第二金属氧化物层。
优选的，所述步骤S1中采用柔性超薄玻璃或高分子材料或金属箔或塑料膜作为所述柔性基底。
优选的，所述步骤S1中还包括：
清除所述柔性基底上表面和下表面的污物并对所述上表面进行活化处理。
优选的，所述步骤S2中采用ZnO、SnO2、BZO、AZO、GZO、IGZO、IZO、CTO、ZTO、FTO薄膜中的一种或多种沉积得到所述第一金属氧化物层。
优选的，所述步骤S3中采用NiCr、Cu、Ti、Al、Sn、Pb、Fe、Zn、Mg、Mo、In金属中的一种与Ag金属合成得到的合金薄膜沉积得到所述合金层。
优选的，所述步骤S3中采用NiCr、Cu、Ti、Al、Sn、Pb、Fe、Zn、Mg、Mo、In金属中的至少一种与Ag金属合成的合金靶材沉积得到所述合金层。
优选的，所述步骤S3中采用NiCr、Cu、Ti、Al、Sn、Pb、Fe、Zn、Mg、Mo、In金属薄膜中的一种沉积得到所述合金层。
优选的，所述步骤S4中采用Ag薄膜沉积得到所述金属层。
优选的，所述步骤S5中采用BZO、AZO、GZO、IGZO、IZO、CTO、ZTO、FTO薄膜中的一种或多种沉积得到所述第二金属氧化物层。
上述技术方案具有如下优点或有益效果：
(1)通过本方法制备得到的透明导电结构的总厚度不大于110nm，镀膜时间短，价格低廉，这些都使得制造成本降低，更重要的是，透明导电结构的总厚度减小可以提高光的取出效率并减少光损失；
(2)现有的ITO薄膜要求的加工温度与部分柔性基底不兼容，通过本方法制备得到的透明导电结构在室温下即可达到比ITO薄膜更佳的光电性能；
(3)通过本方法制备得到的透明导电结构的力学性能好，可以弯曲、变形、卷曲至曲率半径几厘米或完全折叠，机械耐久性好，反复弯折不会断裂且不会留下痕迹；
(4)通过本方法制备得到的透明导电结构中采用的AZO薄膜(功函数5.2eV)比ITO薄膜(功函数4.5～4.8eV)更接近空穴传输材料的HOMO能级(5～6eV)，更适宜空穴注入，降低驱动电压，提高发光效率。
附图说明
图1为本发明的较佳的实施例中，本方法的步骤流程图；
图2为本发明的较佳的实施例中，实施例一中制备得到的透明导电结构的透光图谱；
图3为本发明的较佳的实施例中，实施例二中制备得到的透明导电结构的透光图谱；
图4为本发明的较佳的实施例中，实施例三中制备得到的透明导电结构的透光图谱。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本发明并不限定于该实施方式，只要符合本发明的主旨，则其他实施方式也可以属于本发明的范畴。
本发明的较佳的实施例中，基于现有技术中存在的上述问题，现提供一种透明导电结构的制备方法，如图1所示，具体包括以下步骤:
步骤S1，提供一柔性基底；
步骤S2，于柔性基底的上表面沉积得到一第一金属氧化物层；
步骤S3，于第一金属氧化物层的上表面沉积得到一合金层；
步骤S4，于合金层的上表面沉积得到一金属层；
步骤S5，于金属层的上表面沉积得到一第二金属氧化物层。
具体地，本实施例中，第一金属氧化物层、合金层、金属层和第二金属氧化物层均通过磁控溅射工艺沉积得到。
具体地，本实施例中，合金层可作为种子层，促进金属层尽早连续成膜，避免金属层形成岛状的不连续薄膜，对金属层的生长和光学特性的提高都有利。
优选的，合金层还能起到保护作用，将第一金属氧化物层与金属层隔离开，避免金属层被第一金属氧化物层氧化影响金属层的导电性。
优选的，第二金属氧化物层通过薄膜干涉原理，能够有效地提高透光率。
优选的，第二金属氧化物层能够保护金属层，将金属层与外部空气分隔开以维持金属层的稳定性。
本发明的较佳的实施例中，步骤S1中采用柔性超薄玻璃或高分子材料或金属箔或塑料膜作为柔性基底。
本发明的较佳的实施例中，步骤S1中还包括：
清除柔性基底上表面和下表面的污物并对上表面进行活化处理。
本发明的较佳的实施例中，步骤S2中采用ZnO、SnO2、BZO、AZO、GZO、IGZO、IZO、CTO、ZTO、FTO薄膜中的一种或多种沉积得到第一金属氧化物层。
具体地，本实施例中，第一金属氧化物层的厚度为20纳米至50纳米。
本发明的较佳的实施例中，步骤S3中采用NiCr、Cu、Ti、Al、Sn、Pb、Fe、Zn、Mg、Mo、In金属中的一种与Ag金属合成得到的合金薄膜沉积得到合金层。
具体地，本实施例中，合金层的厚度为0.1纳米至2纳米。
本发明的较佳的实施例中，步骤S3中采用NiCr、Cu、Ti、Al、Sn、Pb、Fe、Zn、Mg、Mo、In金属中的至少一种与Ag金属合成的合金靶材沉积得到合金层。
具体地，本实施例中，合金靶材中Ag金属与NiCr、Cu、Ti、Al、Sn、Pb、Fe、Zn、Mg、Mo、In金属中的至少一种金属的质量百分比为(99.9％～97％)：(0.1％～3％)。
本发明的较佳的实施例中，步骤S3中采用NiCr、Cu、Ti、Al、Sn、Pb、Fe、Zn、Mg、Mo、In金属薄膜中的一种沉积得到合金层。
具体地，本实施例中，合金层的厚度为0.1纳米至1纳米。
本发明的较佳的实施例中，步骤S4中采用Ag薄膜沉积得到金属层。
具体地，本实施例中，金属层的厚度为3纳米至11纳米。
具体地，本实施例中，金属层采用Ag薄膜能够有效提高稳定性，且Ag薄膜耐氧化，不会轻易被第二金属氧化物层氧化。
本发明的较佳的实施例中，步骤S5中采用BZO、AZO、GZO、IGZO、IZO、CTO、ZTO、FTO薄膜中的一种或多种沉积得到第二金属氧化物层。
具体地，本实施例中，第二金属氧化物层的厚度为20纳米至50纳米。
具体地，本实施例中，根据薄膜干涉理论，当薄膜的厚度等于入射光在该媒质中波长的1/4时，在薄膜两个面上反射光的光程恰好等于半个波长，从而相互干涉而抵消，这就大大减少了光的反射损失，增强了透射光的强度，起到了增透作用，因此选择合适的薄膜折射率n和厚度d值，就可以起到很好的增透作用，利用金属薄膜的高导电性和透明膜的增透作用，纳米多层膜中的每层各自发挥其优势，因此，第一金属氧化物层+合金层+金属层+第二金属氧化物层的透明导电结构的电学性能优异，同时具有增透作用，透光率较高可达85％。
具体地，实施例一：
本实施例提供透明导电结构的第一制备方法，具体包括以下步骤：
步骤A1，取PET(Polyethylene terephthalate塑料膜)为柔性基底，采用低能离子源对柔性基底进行预处理，通入流量为20sccm、工作压强为0.5Pa、功率为10W、时间为10min的Ar气轰击柔性基底以清除基底表面吸附的气体、污染物以及对柔性基底的表面进行活化处理；
步骤A2，采用磁控溅射法，通入流量为40sccm、工作压强为0.5Pa、功率为50W的Ar气在柔性基底上表面沉积得到厚度为42nm的AZO薄膜作为第一金属氧化物层；
步骤A3，采用磁控溅射法，通入流量为40sccm、工作压强为0.5Pa、功率为5W的Ar气在第一金属氧化层上表面沉积得到厚度为1nm的Cu金属与Ag金属合金薄膜作为合金层；
步骤A4，采用磁控溅射法，通入流量为40sccm、工作压强为0.5Pa、功率为20W的Ar气在合金层上表面沉积得到厚度为9nm的Ag薄膜作为金属层；
步骤A5，采用磁控溅射法，通入流量为40sccm、工作压强为0.5Pa、功率为50W、时间为20min的Ar气在金属层上表面沉积得到厚度为42nm的AZO薄膜作为第二金属氧化物层。
优选的，对第一制备方法制备得到的透明导电结构的方阻进行测量得到透明导电结构的方阻为6.3欧姆。
优选的，在380nm～760nm的可见光波段照射下通过第一制备方法制备得到的透明导电结构的透明光谱如图2所示，图2的横坐标为可见光波段波长，纵坐标为透光率，经系统计算得到透明导电结构的透光率为88％。
具体地，实施例二：
本实施例提供透明导电结构的第二制备方法，具体包括以下步骤：
步骤B1，取柔性超薄玻璃为柔性基底，采用低能离子源对柔性基底进行预处理，通入流量为30sccm、工作压强为0.5Pa、功率为30W、时间为20min的Ar气轰击柔性基底以清除柔性基底表面吸附的气体、污染物以及对表面进行活化处理；
步骤B2，采用磁控溅射法，通入流量为40sccm、工作压强为0.5Pa、功率为30W的Ar气在柔性基底上表面沉积得到厚度为45nm的GZO薄膜作为第一金属氧化物层；
步骤B3，采用磁控溅射法，通入流量为20sccm、工作压强为0.5Pa、功率为3W的Ar气在第一金属氧化层上表面沉积得到厚度为1nm的Ti金属薄膜作为合金层；
步骤B4，采用磁控溅射法，通入流量为30sccm、工作压强为0.5Pa、功率为30W的Ar气在合金层上表面沉积得到厚度为10nm的Ag薄膜作为金属层；
步骤B5，采用磁控溅射法，通入流量为40sccm、工作压强为0.5Pa、功率为30W的Ar气在金属层上表面沉积得到厚度为45nm的GZO薄膜作为第二金属氧化物层。
优选的，对第二制备方法制备得到的透明导电结构的方阻进行测量得到透明导电结构的方阻为5.9欧姆。
优选的，在380nm～760nm的可见光波段照射下通过第二制备方法制备得到的透明导电结构的透明光谱如图3所示，图3的横坐标为可见光波段波长，纵坐标为透光率，经系统计算得到透明导电结构的透光率为85.6％。
具体地，实施例三：
本实施例提供透明导电结构的第三制备方法，具体包括以下步骤：
步骤C1，取柔性金属箔为柔性基底，采用低能离子源对玻璃基底进行预处理，通入流量为30sccm、工作压强为0.5Pa、功率为30W、时间为30min的Ar气轰击柔性基底以清除柔性基底表面吸附的气体、污染物以及对表面进行活化处理；
步骤C2，采用磁控溅射法，通入流量为40sccm、工作压强为0.5Pa、功率为60W的Ar气在柔性基底上表面沉积得到厚度为40nm的ZnO薄膜作为第一金属氧化物层；
步骤C3，采用磁控溅射法，通入流量为20sccm、工作压强为0.5Pa、功率为3W和5W的Ar气在第一金属氧化层上表面沉积得到厚度为1.5nm的Mg金属与Ag金属合金薄膜作为合金层；
步骤C4，采用磁控溅射法，通入流量为30sccm、工作压强为0.5Pa、功率为30W的Ar气在合金层上表面沉积得到厚度为9nm的Ag薄膜作为金属层；
步骤C5，采用磁控溅射法，通入流量为40sccm、工作压强为0.5Pa、功率为60W的Ar气在金属层上表面沉积得到厚度为43nm的AZO薄膜作为第二金属氧化物层。
优选的，对第三制备方法制备得到的透明导电结构的方阻进行测量得到透明导电结构的方阻为7.6欧姆。
优选的，在380nm～760nm的可见光波段照射下通过第三制备方法制备得到的透明导电结构的透明光谱如图4所示，图4的横坐标为可见光波段波长，纵坐标为透光率，经系统计算得到透明导电结构的透光率为85.4％。
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.一种透明导电结构的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤:
步骤S1，提供一柔性基底；
步骤S2，于所述柔性基底的上表面沉积得到一第一金属氧化物层；
步骤S3，于所述第一金属氧化物层的上表面沉积得到一合金层；
步骤S4，于所述合金层的上表面沉积得到一金属层；
步骤S5，于所述金属层的上表面沉积得到一第二金属氧化物层。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中采用柔性超薄玻璃或高分子材料或金属箔或塑料膜作为所述柔性基底。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中还包括：
清除所述柔性基底上表面和下表面的污物并对所述上表面进行活化处理。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中采用ZnO、SnO2、BZO、AZO、GZO、IGZO、IZO、CTO、ZTO、FTO薄膜中的一种或多种沉积得到所述第一金属氧化物层。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中采用NiCr、Cu、Ti、Al、Sn、Pb、Fe、Zn、Mg、Mo、In金属中的一种与Ag金属合成得到的合金薄膜沉积得到所述合金层。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中采用NiCr、Cu、Ti、Al、Sn、Pb、Fe、Zn、Mg、Mo、In金属中的至少一种与Ag金属合成的合金靶材沉积得到所述合金层。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中采用NiCr、Cu、Ti、Al、Sn、Pb、Fe、Zn、Mg、Mo、In金属薄膜中的一种沉积得到所述合金层。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中采用Ag薄膜沉积得到所述金属层。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S5中采用BZO、AZO、GZO、IGZO、IZO、CTO、ZTO、FTO薄膜中的一种或多种沉积得到所述第二金属氧化物层。
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