[發(fā)明專利]一種制作銀納米線柔性透明導(dǎo)電薄膜的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710126436.9
• 申請(qǐng)日: 2017-03-03
• 公開（公告）號(hào): CN106782748B
• 公開（公告）日: 2018-04-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 項(xiàng)楠;王欣;倪中華;陳科
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號(hào): H01B1/02
• 分類號(hào): H01B1/02;H01B5/14;H01L33/42;H01L31/0224;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙)32204
• 代理人: 柏尚春

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及納米材料和柔性電子技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種制作銀納米線柔性透明導(dǎo)電薄膜的方法。

背景技術(shù)

柔性透明導(dǎo)電薄膜在新一代的光電、柔性顯示設(shè)備、太陽能電池中起著重要作用。現(xiàn)在市場(chǎng)上仍以氧化銦錫ITO噴涂于柔性基底為主流方法，由于ITO具有脆性，稀有金屬銦資源有限，制作工藝復(fù)雜成本高，極大地限制了ITO在柔性設(shè)備中的應(yīng)用發(fā)展。為了解決這些缺陷，碳納米管、石墨烯、金屬納米線、金屬網(wǎng)格、導(dǎo)電聚合物被廣泛研究用于新一代柔性設(shè)備。其中銀納米線由于具有良好的導(dǎo)電性、透明度和柔性而在應(yīng)用上有廣泛前景。電導(dǎo)性和透明度是柔性透明導(dǎo)電薄膜的兩大重要指標(biāo)，有研究顯示規(guī)則排布的銀納米線可以很好的實(shí)現(xiàn)電導(dǎo)性和透光性的平衡，因此規(guī)則排布銀納米線極具應(yīng)用意義。目前銀納米線薄膜通常是由旋涂、噴涂、毛細(xì)管力、流體力來實(shí)現(xiàn)，這些方法雖然工藝簡(jiǎn)單，但其中旋涂和噴涂后的納米線呈分布隨機(jī)，毛細(xì)管力和流體力可以實(shí)現(xiàn)一定程度上的規(guī)則化排布但排布的可重復(fù)性差。因此，銀納米線的規(guī)則化排布仍是一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的工作。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問題：為更好地解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種制作銀納米線柔性透明導(dǎo)電薄膜的方法，能夠很好的實(shí)現(xiàn)對(duì)納米線的規(guī)則化組裝，提高組裝質(zhì)量和效率，從而加快銀納米線透明導(dǎo)電薄膜在柔性電子設(shè)備中的開發(fā)應(yīng)用。

技術(shù)方案：為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一種制作銀納米線柔性透明導(dǎo)電薄膜的方法采用如下技術(shù)方案：

a)清洗組裝基底；

b)配制銀納米線懸浮液：將銀納米線加入溶劑中，超聲震蕩分散均勻；

c)組裝銀納米線：將組裝基底貼合在電極基底上，貼合后將組裝基底和電極基底共同傾斜一定角度，使得傾斜后斜坡方向與電極基底上電極產(chǎn)生的電場(chǎng)方向平行，然后固定；給電極基底上的電極施加電信號(hào)，將配制好的銀納米線懸浮液滴到組裝基底上，直到懸浮液揮發(fā)完畢關(guān)閉電極基底施加的電信號(hào)；然后保持電極基底固定并且組裝基底和電極基底平行，旋轉(zhuǎn)組裝基底一定角度；用同樣的方法再次組裝銀納米線，形成交叉組裝的銀納米線網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)；

d)后處理：將組裝基底放在烘箱中加熱退火或用平整表面對(duì)組裝基底進(jìn)行加壓“壓平”。

其中：

所述電極基底采用氧化銦錫電極或金屬微電極。

所述組裝基底的厚度小于800微米，選用聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯PET，或聚乙烯，或聚乙烯醇，或聚丙烯，或聚苯乙烯，或尼龍，或聚氨酯，或聚氯乙烯。

所述步驟b)中銀納米線的直徑為10～300納米，長(zhǎng)度為20～500微米。

所述步驟b)中配制銀納米線懸浮液時(shí)溶劑為去離子水、乙醇或兩者的混合液。

所述步驟b)中配制好的銀納米線懸浮液濃度為0.1～50μg/mL。

所述步驟c)中將組裝基底貼合在電極基底上，采用靜電吸附方式或在兩者之間滴入微量礦物質(zhì)油保證兩者貼合性。

所述步驟c)中貼合后將組裝基底和電極基底共同傾斜一定角度，傾斜角度范圍為0～90°。

所述步驟c)中旋轉(zhuǎn)組裝基底一定角度，旋轉(zhuǎn)角度范圍為0～180°。

所述步驟c)中給電極基底上的電極施加電信號(hào)為高頻交流正弦電信號(hào)。

所述步驟d)中后處理，其加熱溫度為100℃～200℃，加熱時(shí)間為0.5小時(shí)～1小時(shí)。

所述步驟d)中后處理，加壓“壓平”的壓力為10MPa～50MPa。

有益效果：本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)：

傳統(tǒng)的介電泳組裝中，納米線都是直接組裝在電極基底上，納米線與電極基底的直接接觸導(dǎo)致組裝圖案的單一性，不可實(shí)現(xiàn)多次組裝，電極基底在組裝之后必須經(jīng)過徹底清洗才能進(jìn)行下一次組裝，而且電極基底的剛性特性限制了納米線組裝在柔性電子中的應(yīng)用。本發(fā)明中組裝基底和電極基底是獨(dú)立的，組裝基底和電極基底之間相對(duì)位置和相對(duì)角度可調(diào)，從而可實(shí)現(xiàn)納米線的重復(fù)操作和多樣性操作。流體力和毛細(xì)管力組裝銀納米線時(shí)，由于納米線固定的位置不確定導(dǎo)致可重復(fù)性差，質(zhì)量不可控。本發(fā)明中將流體力、毛細(xì)管力和介電泳力相結(jié)合，共同作用組裝納米線，大大提高了納米線的組裝質(zhì)量和效率。納米線的多樣性高效組裝再結(jié)合選用銀納米線和柔性的組裝基底薄膜可實(shí)現(xiàn)介電泳組裝方法在柔性電子設(shè)備中的應(yīng)用，可制作銀納米線柔性透明導(dǎo)電薄膜，廣泛應(yīng)用于新一代的柔性顯示器、穿戴設(shè)備和光電池等具有極大應(yīng)用市場(chǎng)潛力的產(chǎn)品中。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例中電極基底上的電極結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明制作銀納米線柔性透明導(dǎo)電薄膜的方法示意圖；