一种压电发电装置及其制备方法和显示装置的制造方法_2

文档序号:9789325阅读:来源:国知局
径比和优异的力学及电学性能;其中,碳纳米管是纳米级,相较于现有技术中微米级Au而言,采用碳纳米管作为导电层,各第一纳米线之间的缝隙处以及靠近第一电极的第一纳米线表面均能均匀包覆碳纳米管。本发明的压电发电装置适用于各种显示装置,尤其适用于触控显示装置。
[0053]实施例2:
[0054]本实施例提供一种压电发电装置,如图2所示,包括:相对设置的第一电极I和第二电极4;
[0055]所述第一电极I和第二电极4相对的面分别设有阵列排布的多根第一纳米线31、阵列排布的多根第二纳米线32;
[0056]其中,第一纳米线31的表面设有碳纳米管层7;
[0057]所述第一纳米线31、第二纳米线32均由压电材料构成。
[0058]本实施例的压电发电装置,在第一纳米线31的表面包覆碳纳米管层7,碳纳米管的导电性能好,其具有极高的长径比和优异的力学及电学性能;其中,碳纳米管是纳米级,相较于现有技术中微米级Au而言,如图2所示,采用碳纳米管作为导电层,各第一纳米线31之间的缝隙处以及靠近第一电极I的第一纳米线31表面均能均匀包覆碳纳米管。本发明的压电发电装置适用于各种显示装置,尤其适用于触控显示装置。
[0059]优选的是,所述第一纳米线31的长度方向垂直于所述的第一电极I所在的面,所述第二纳米线32阵列中各第二纳米线32的长度方向垂直于所述的第二电极4所在的面。
[0060]也就是说,第一纳米线31、第二纳米线32的长度方向都是垂直于电极所在的面的,其中电荷沿纳米线的长度方向传播,这样当该压电发电装置用于触控屏时,用户向下触摸操作触控屏,即可使得电荷传播,产生电信号。
[0061]优选的是,所述第一电极I的材料包括氧化铟锡、掺杂氟的氧化锡、碳纳米管以及石墨烯中的任意一种或几种,所述第二电极4的材料包括氧化铟锡、掺杂氟的氧化锡、碳纳米管以及石墨烯中的任意一种或几种。
[0062]也就是说,电极的材料可以根据实际的应用进行选择,其中优选的是透明导电的材料,例如:氧化铟锡、掺杂氟的氧化锡、碳纳米管或石墨烯等。
[0063]优选的是,所述第一纳米线31由氧化锌构成,第二纳米线32由氧化锌构成。
[0064]也就是说,氧化锌作为纳米线的材料取材方便,工艺简单。可以在第一电极I或第二电极4上采用电化学分析仪进行定向氧化锌纳米阵列的电化学沉积。
[0065]以在第一电极I上形成第一纳米线31为例,具体的制备包括以下步骤:
[0066]制备电解液:3毫摩尔每升醋酸锌、0.1摩尔每升的氯化钾和水组成的混合液,将电解液升温至为85°C;
[0067]铂片和饱和甘汞电极分别用作对电极和参比电极,第一电极I用作工作电极,将O2鼓泡到工作电极表面附近,通过电化学分析仪给第一电极I施加-1.3V (vs.SCE)电压I Os,然后将电压恒定在-1.0V(vs.SCE)。沉积2000s后,在第一电极I上将生长出定向氧化锌纳米线阵列。
[0068]其中,可以通过控制溶液中锌离子的浓度、沉积时间及溶液pH值可以得到长度、形貌不同的第一纳米线31。
[0069]此外,还可以通过电化学或者溶液腐蚀法得到第一纳米线31。
[0070]优选的是,所述碳纳米管层7的碳纳米管的功函数为4.5_5eV。
[0071]也就是说,碳纳米管功函数可通过掺杂调节范围至4.5_5eV,在该范围内,碳纳米管具有极高的长径比和优异的力学和电学性能,而且能均匀包覆第一纳米线31。
[0072]优选的是,所述第一电极I设于第一柔性基底上;所述第二电极4设于第二柔性基底上。
[0073]优选的是,所述柔性基底包括聚二甲基娃氧烧(polydimethyl si loxane ,F1DMS)材料。
[0074]也就是说,由于氧化铟锡质脆易碎,将其作为电极用于柔性显示中,技术上存在瓶颈。采用高分子柔性基底(如PDMS),在PDMS上沉积一层碳纳米管,工艺简单。
[0075]实施例3:
[0076]本实施例提供一种实施例2的压电发电装置的制备方法,包括以下步骤:
[0077]在第一电极I靠近第二电极4的面上形成第一纳米线31阵列,然后在第一纳米线31阵列各第一纳米线31的表面形成碳纳米管层7;
[0078]在第二电极4靠近第一电极I的面上形成第二纳米线32阵列;
[0079]所述第一纳米线31、第二纳米线32均由压电材料构成。
[0080]本实施例的压电发电装置的制备方法操作简单,采用该方法各第一纳米线31之间的缝隙处以及靠近第一电极I的第一纳米线31表面均能均匀包覆碳纳米管。
[0081]优选的是,所述形成第一纳米线31阵列是通过电化学沉积形成第一纳米线31阵列。
[0082]优选的是,所述电化学沉积形成第一纳米线31阵列包括以下步骤:
[0083]将第一电极1、对电极和参比电极放置于60_400°C电解液中,
[0084]给第一电极I施加电压,并向电解液靠近第一电极I的位置通入氧气,第一电极I的靠近第二电极4的面上即可形成第一纳米线31阵列。
[0085]优选的是,所述电解液包括3毫摩尔每升醋酸锌、0.1摩尔每升的氯化钾和水。
[0086]也就是说,氧化锌作为纳米线的材料取材方便,工艺简单。可以在第一电极I或第二电极4上采用电化学分析仪进行定向氧化锌纳米阵列的电化学沉积。
[0087]以在第一电极I上形成第一纳米线31为例,具体的制备包括以下步骤:
[0088]制备电解液:3毫摩尔每升醋酸锌、0.1摩尔每升的氯化钾和水组成的混合液,将电解液升温至为85°C;
[0089]铀片和饱和甘萊电极分别用作对电极和参比电极,第一电极I用作工作电极,将O2鼓泡到工作电极表面附近,通过电化学分析仪给第一电极I施加-1.3V (vs.SCE)电压I Os,然后将电压恒定在-1.0V(vs.SCE)。沉积2000s后,在第一电极I上将生长出定向氧化锌纳米线阵列。
[0090]优选的是,所述在所述第一纳米线31的表面形成碳纳米管层7包括以下步骤:
[0091]直接在第一纳米线31表面通过化学气相沉积形成碳纳米管薄膜6;
[0092]向碳纳米管薄膜6远离第一纳米线31的一面滴加溶剂,以使碳纳米管薄膜6坍塌贴合到第一纳米线31表面形成碳纳米管层7。
[0093]也就是说,通过化学气相沉积直接在第一纳米线31表面形成碳纳米管薄膜6,然后将碳纳米管薄膜6固定,使之牢固的贴在第一纳米线31表面。
[0094]优选的是,所述通过化学气相沉积形成碳纳米管薄膜6包括以下步骤:
[0095]将第一电极I置于石英管尾部,以二甲苯为碳源,二茂铁为催化剂,升温至碳纳米管飘出,然后降温以使碳纳米管自组装生长形成碳纳米管薄膜6。
[0096]具体的,升温至1000-2000°C可以使得碳纳米管飘出,降温至室温碳纳米管自组装生长形成碳纳米管薄膜6。由于碳纳米管是纳米级,相较于现有技术中微米级Au而言,碳纳米管可以搭接成二维连续的蜘蛛网状结构,均匀包覆于第一纳米线31表面并无缝覆盖第一电极I的各个区域。
[0097]优选的是,所述在所述第一纳米线31的表面形成碳纳米管层7包括以下步骤:
[0098]在载体上通过化学气相沉积形成碳纳米管薄膜6;
[0099]将形成的碳纳米管薄膜6吸入高分子树脂
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