[發(fā)明專利]交叉有序化銀納米線薄膜及其圖案化的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010083076.0
• 申請日: 2020-02-07
• 公開（公告）號: CN111489864B
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 潘軍;何曉雄;吳澤磊;葉萃
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: H01B13/00
• 分類號: H01B13/00;H01B13/30
• 代理公司: 杭州天正專利事務(wù)所有限公司 33201
• 代理人: 黃美娟;俞慧

本發(fā)明提供了一種交叉有序化銀納米線薄膜及其圖案化的方法，包括：(1)采用動態(tài)攪拌清洗方法對由多元醇還原法制備得到的AgNWs原液進(jìn)行純化；(2)將純化的AgNWs分散在無水乙醇中配成濃度在0.4wt％以上的AgNW分散液；(3)PET基材經(jīng)超聲清洗、表面親水化處理、PLL水溶液旋涂改性；(4)采用Meyer棒涂法得到交叉有序化銀納米線透明導(dǎo)電薄膜；(5)將正性光刻膠旋涂到交叉有序化銀納米線透明導(dǎo)電薄膜上，然后預(yù)固化、紫外曝光、顯影、刻蝕、洗滌、干燥獲得一定形狀的導(dǎo)電通道。本發(fā)明能大幅度提高了棒涂法制備的AgNW TCF的有序化程度，提供的圖案化方法可以提高圖案的精度且不影響導(dǎo)電薄膜的光學(xué)性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于納米材料制備與應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及銀納米線有序化及其圖案化的方法。

背景技術(shù)

透明導(dǎo)電電極在光電器件中應(yīng)用十分廣泛，例如柔性太陽能電池、柔性觸摸屏和顯示屏等。目前用來制備透明導(dǎo)電電極最常見的材料是氧化銦錫(ITO)，但由于ITO材料成本很高，而且又硬又脆，應(yīng)用十分有限。作為最有希望替代ITO的一種新型材料，銀納米線(AgNW)與石墨烯、碳納米管、導(dǎo)電聚合物等相比，其透光性和導(dǎo)電性更佳。而且，AgNW網(wǎng)絡(luò)可通過棒涂、旋涂或噴涂等方法直接制得，成本低，方法簡便。但一般的AgNW網(wǎng)絡(luò)都是隨機(jī)分布的，往往會存在分布不均勻、表面粗糙度大、AgNWs容易纏繞在一起、AgNWs之間結(jié)電阻大等問題。

針對上述問題，研究者采用在AgNW墨水中添加微量有機(jī)物、在表面添加高分子聚合物涂層、機(jī)械壓制以及熱退火等方法。但這些方法工藝流程復(fù)雜且效果不理想。對此，Ko等人提出了一種新的方法，通過調(diào)整AgNWs的排布方向，使之沿著同一個方向排列，從而得到有序化AgNW網(wǎng)絡(luò)，其結(jié)點(diǎn)排布也會變得均勻有序化，所制得的透明導(dǎo)電薄膜(TCF)方阻小且均勻，表面光滑，粗糙度小。

盡管通過噴涂的方法可以得到有序化程度很高的AgNW網(wǎng)絡(luò)，但其均勻性很差，除了噴涂區(qū)域中心的位置其有序化程度都不高，導(dǎo)致其透過率和方阻的均勻性不佳。所以在實(shí)際應(yīng)用中，該方法并不適合推廣。而很多研究小組用棒涂法制備有序化AgNWTCF，得到的AgNW網(wǎng)絡(luò)雖然均勻性好，但其有序化程度普遍較低。

然而，有序化AgNWTCF在顯示設(shè)備中的應(yīng)用有限，大多數(shù)顯示器需要同時存在導(dǎo)電與非導(dǎo)電區(qū)域，因此，需要用圖案化來解決這個問題，其圖案化的精度直接決定了所制器件的性能高低。而圖案化的方法也有很多，比如絲網(wǎng)印刷，通過應(yīng)用蝕刻掩膜版進(jìn)行化學(xué)蝕刻等。然而，這些方法存在分辨率低、刻蝕區(qū)域與非刻蝕區(qū)域光學(xué)性能差異大導(dǎo)致肉眼可見等缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的第一個目的是提供一種利用棒涂法制備交叉有序化銀納米線透明導(dǎo)電薄膜(AgNW TCF)的方法，大幅度提高了棒涂法制備的AgNW TCF的有序化程度。

本發(fā)明的第二個目的是提供一種交叉有序化銀納米線透明導(dǎo)電薄膜(AgNW TCF)的圖案化方法，以提高圖案的精度且不影響導(dǎo)電薄膜的光學(xué)性能。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下：

第一方面，本發(fā)明提供了一種交叉有序化銀納米線(AgNW)透明導(dǎo)電薄膜的制備方法，包括以下步驟：

(1)以無水乙醇為純化溶劑，采用動態(tài)攪拌清洗方法對由多元醇還原法制備得到的AgNWs原液進(jìn)行純化，在去除AgNWs原液中含有的有機(jī)物、銀納米顆粒和短棒的同時保留AgNWs表面的PVP層，得到純化的AgNWs；

(2)將步驟(1)得到的純化的AgNWs分散在無水乙醇中配成濃度在0.4wt％以上的AgNWs分散液；

(3)PET基材經(jīng)超聲清洗、表面親水化處理、PLL水溶液旋涂改性，得到預(yù)處理后的PET基材；