[發(fā)明專利]定向納米線材料形成方法和設備、導電結構形成方法

有效

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• 申請日: 2014-06-27
• 公開（公告）號: CN104098082B
• 公開（公告）日: 2017-07-04
• 發(fā)明（設計）人: 王瑞勇;白峰;趙一鳴;任濤;劉震
• 申請（專利權）人: 京東方科技集團股份有限公司;北京京東方光電科技有限公司
• 主分類號: C01B32/168
• 分類號: C01B32/168;B82B1/00;B82B3/00
• 代理公司: 北京天昊聯(lián)合知識產權代理有限公司11112
• 代理人: 柴亮,張?zhí)焓?/td>

技術領域

本發(fā)明屬于定向納米線材料制備技術領域，具體涉及一種定向納米線材料形成方法和設備、導電結構形成方法。

背景技術

納米材料是指在至少一個維度上尺寸處于納米量級的材料，由于小尺寸下的界面效應、量子尺寸效應等，故納米材料具有許多特殊的性質，獲得了越來越廣泛的應用。

納米線是納米材料的一種，其是指徑向尺寸處于納米量級而長度尺寸遠大于徑向尺寸的線材。對于導電納米線(如銀納米線)，其一種重要用途是制造電極、引線等(如陣列基板的柵極)。顯然，為獲得更好的導電性，故在導電納米線材料的電極中，納米線應當是定向的，即其應當基本沿電流傳輸方向分布。

現(xiàn)有的形成定向納米線材料的方法包括模板法、電磁場輔助生長法、浸涂法、LB法(Langmuir-Blodgett法)等，但這些方法都不完善，均存在一定缺陷，例如工藝條件要求高，適用范圍受限，不能制造大尺寸結構，所得產品定向性不好等。

發(fā)明內容

本發(fā)明所要解決的技術問題包括，針對現(xiàn)有定向納米線材料制備工藝不完善的問題，提供一種簡單易行，可形成大尺寸產品，產品定向性好的定向納米線材料形成方法和設備、導電結構形成方法。

解決本發(fā)明技術問題所采用的技術方案是一種定向納米線材料形成方法，其包括：

使含納米線的分散液在封閉環(huán)中形成液膜；

沿第一方向擴展所述封閉環(huán)，使所述液膜隨之沿第一方向擴展；

沿第一方向收縮所述封閉環(huán)，使所述液膜隨之沿第一方向收縮；

將收縮后的所述液膜轉移到基底上；

使所述液膜固化，在基底上形成定向納米線材料。

解決本發(fā)明技術問題所采用的技術方案是一種導電結構形成方法，其包括：

S1、使含導電納米線的分散液在封閉環(huán)中形成液膜；

S2、沿第一方向擴展所述封閉環(huán)，使所述液膜隨之沿第一方向擴展；

S3、沿第一方向收縮所述封閉環(huán)，使所述液膜隨之沿第一方向收縮；

S4、將所述液膜轉移到基底上；

S5、使所述液膜固化，在基底上形成由定向導電納米線材料構成的第一導電膜；

S6、通過構圖工藝用所述第一導電膜形成導電結構。

優(yōu)選的是，所述導電納米線包括銀納米線、金納米線、銅納米線、碳納米管中的任意一種或多種。

優(yōu)選的是，所述導電納米線的直徑在10～200nm，長徑比大于等于100。

優(yōu)選的是，所述分散液包括增稠劑、表面活性劑、去離子水；所述分散液的粘度在10～100厘泊。

優(yōu)選的是，所述導電納米線在分散液中的質量百分含量在0.1～5.0％。

優(yōu)選的是，所述封閉環(huán)由兩個支撐單元和兩個移動單元圍成，其中，兩支撐單元間隔設置且平行于所述第一方向；兩移動單元間隔設置且垂直于所述第一方向，至少一個所述移動單元能沿第一方向運動。

優(yōu)選的是，所述步驟S2和步驟S3中，環(huán)境溫度為25～30℃，環(huán)境濕度為70～90％，擴展速度和收縮速度在3～5米/分鐘。

優(yōu)選的是，所述液膜在被收縮后在第一方向上的尺寸為其擴展后在第一方向上的最大尺寸的1/6至1/2。

優(yōu)選的是，所述步驟S4包括：移動所述基底，使其表面與所述液膜接觸，從而將所述液膜轉移至基底上。

優(yōu)選的是，所述步驟S5包括：通過加熱使所述液膜固化，所述加熱包括：在50～70℃的溫度下加熱80～100秒，之后在130～150℃的溫度下加熱80～100秒。

優(yōu)選的是，所述步驟S6包括：在13秒內，以1000轉/分鐘的轉速在基底上旋涂光刻膠；以100攝氏度的溫度下預烘130秒；以27J/cm²的能量對光刻膠進行曝光；在130攝氏度的溫度下后烘170秒；在25攝氏度的溫度下于顯影液中顯影30秒；在30攝氏度的溫度和一個標準大氣壓的環(huán)境中，于刻蝕液內刻蝕30秒；在65攝氏度的溫度下于剝離液中剝離140秒，除去剩余的光刻膠，得到所述導電結構。

優(yōu)選的是，在所述步驟S5和S6之間，還包括：重復步驟S1至步驟S5，在基底上形成由定向導電納米線材料構成的附加導電膜，所述附加導電膜與第一導電膜位置重疊，且二者中導電納米線的定向方向不同。

優(yōu)選的是，所述液膜在垂直于第一方向的方向上的尺寸在10～400毫米；所述液膜在被擴展前沿第一方向上的尺寸小于等于0.3毫米；所述液膜在被擴展后和被收縮前沿第一方向上的尺寸在60～1000毫米；所述液膜在被收縮后沿第一方向上的尺寸在10～300毫米。