[發明專利]自驅動自組裝裝置及圖案化方法、圖案顯示器制備方法

有效

• 申請號: 201711397744.1
• 申請日: 2017-12-21
• 公開（公告）號: CN109428506B
• 公開（公告）日: 2020-04-17
• 發明（設計）人: 王穎;朱光;王中林
• 申請（專利權）人: 北京納米能源與系統研究所
• 主分類號: H02N1/00
• 分類號: H02N1/00;H02N1/04
• 代理公司: 北京同達信恒知識產權代理有限公司 11291
• 代理人: 黃志華

本發明涉及自組裝技術領域，公開了一種自驅動自組裝裝置及圖案化方法、圖案顯示器及制備方法；自驅動自組裝裝置包括基底、摩擦起電層以及接地的內置圖案化電極，內置圖案化電極設置在基底上，內置圖案化電極具有設定圖案；摩擦起電層形成于內置圖案化電極背離基底一側，且當摩擦起電層摩擦起電時，內置圖案化電極感應產生與摩擦起電層相反的感應電荷，使摩擦起電層表面的電勢根據設定圖案分布，設定圖案分布的電勢所產生的電場驅動自組裝件圖案化排布；本發明將摩擦起電與靜電感應進行耦合，能夠在無外加電壓條件下對大尺寸自組裝件實現靜電自組裝，在所有尺寸功能化粒子的自組裝、微電子機械系統自組裝等眾多領域具有廣泛的應用。

技術領域

本發明涉及顯示設備技術領域，特別涉及一種自驅動自組裝裝置及圖案化方法、圖案顯示器及制備方法。

背景技術

目前傳統的依靠靜電進行組裝的自驅動自組裝裝置主要集中在微米納米尺度，對于大尺寸自組裝件，比如毫米級自組裝件的靜電自組裝則主要依靠外加電壓驅動，或依靠接觸起電但只能緊密排列成特定圖案，導致整個核心技術部分依賴外加電源、圖案無法任意排布。

發明內容

本發明提供了一種自驅動自組裝裝置及圖案化方法、圖案顯示器及制備方法，上述自驅動自組裝裝置能夠在無外加電壓條件下對毫米級自組裝件實現靜電自組裝，并實現毫米級自組裝件的任意圖案化排布。

為達到上述目的，本發明提供以下技術方案：

一種自驅動自組裝裝置，用于實現自組裝件的自驅動圖案化排布，該裝置包括：基底、摩擦起電層以及接地的內置圖案化電極，其中：

所述內置圖案化電極設置在所述基底上，所述內置圖案化電極具有設定圖案；

所述摩擦起電層形成于所述內置圖案化電極背離所述基底一側；

當所述摩擦起電層摩擦起電時，所述內置圖案化電極感應產生與摩擦起電層相反的感應電荷，使所述摩擦起電層表面的電勢根據所述設定圖案分布，設定圖案分布的電勢所產生的電場驅動所述自組裝件圖案化排布。

上述自驅動自組裝裝置包括基底、摩擦起電層以及內置圖案化電極，其中：摩擦起電層形成于內置圖案化電極背離基底一側、且起電性與自組裝件起電性相反；摩擦起電層與自組裝件之間起電性相反，在摩擦起電層和自組裝件分別通過與外界摩擦件摩擦起電之后，二者帶異號電荷而產生靜電引力，以此實現對大尺寸部件的自組裝，例如毫米級的自組裝件的自組裝，而不需外加電壓；內置圖案化電極位于基底與摩擦起電層之間且接地，且當摩擦起電層摩擦起電時，內置圖案化電極感應產生與摩擦起電層相反的感應電荷，內置圖案化電極上的感應電荷部分屏蔽了摩擦起電層上的異號電荷，由于內置圖案化電極具有設定圖案、因此摩擦起電層表面的電勢根據設定圖案分布；內置圖案化電極實現了自組裝件的圖案化排布，可以根據需要設置圖案不同的內置圖案化電極從而實現自組裝件任意圖案排布。

優選地，所述基底為半導體和/或絕緣體。

優選地，所述內置圖案化電極的厚度小于等于1μm；

和/或，所述摩擦起電層的厚度小于等于0.1mm。

優選地，所述內置圖案化電極的材料為金屬材料、銀納米線材料或者半導體氧化銦錫材料。

優選地，所述內置圖案化電極的圖案排布為陣列排布。

優選地，所述內置圖案化電極的圖案為網格狀，網格的尺寸與自組裝件的尺寸相同或接近。

優選地，所述自組裝件的尺寸大于等于500μm。

優選地，所述摩擦起電層選用與所述自組裝件起電性相反的材料。

優選地，當所述摩擦起電層采用起電性為負的材料時，所述摩擦起電層的材料為聚四氟乙烯薄膜、聚全氟乙丙烯共聚物薄膜、聚酰亞胺薄膜材料中的任一種；