[發(fā)明專利]利用噴墨打印構(gòu)筑模板法制備功能材料圖案的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010880941.4
• 申請(qǐng)日: 2020-08-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112002803A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-11-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫加振;陳晨;張洋
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 齊魯工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): H01L51/00
• 分類號(hào): H01L51/00;B41M3/00;B41M5/00
• 代理公司: 北京孚睿灣知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11474
• 代理人: 劉翠芹

本發(fā)明提供一種利用噴墨打印構(gòu)筑模板法制備功能材料圖案的方法，其包括以下步驟：S1、制備水溶性噴墨打印用水溶性墨水；S2、制備溶液粘度高且表面張力優(yōu)良的水溶性模板，將水溶性模板作為噴墨打印的透明基材；S3、制備透明電極或電路圖案。本發(fā)明利用噴墨打印模板法制備了透明電極和電路圖案，在透明基材上打印水溶性圖案，通過(guò)熱蒸鍍或?yàn)R射方法形成導(dǎo)電金屬層，經(jīng)簡(jiǎn)單水洗就可以去除模板得到透明電極或電路，清洗液經(jīng)過(guò)濾后可以回收之前水洗去除的金屬，而濾液也可以再次用于噴墨打印制備模板，進(jìn)一步降低了材料的消耗，并且有利于環(huán)境保護(hù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及噴墨打印領(lǐng)域，具體地涉及一種利用噴墨打印構(gòu)筑模板法制備功能材料圖案的方法。

背景技術(shù)

基于半導(dǎo)體高分子功能材料的新型光電器件因其兼容性好、成本低、加工處理方便等特點(diǎn)逐漸走入人們的視野.加工集成高性能高分子光電器件需要用到可控圖案化技術(shù)，這也將成為未來(lái)物聯(lián)網(wǎng)、光通信、智能社會(huì)的基礎(chǔ)核心技術(shù).近年來(lái)，許多致力于此方面的研究取得了重要的成果，功能材料的圖案化日益引起了人們的廣泛關(guān)注。

現(xiàn)在的功能材料制備方法一般有以下幾種：

①目前大規(guī)模應(yīng)用的是光刻法，但是光刻法存在著嚴(yán)重的資源浪費(fèi)和環(huán)境污染，已經(jīng)漸漸不再適合大規(guī)模使用。

②新興的噴墨打印構(gòu)筑法比較有應(yīng)用前景，但是調(diào)配墨水麻煩，一般需要后處理，而且材料的性能有待提高，因此現(xiàn)有的噴墨打印還需要進(jìn)一步對(duì)墨水、材料性能及工藝進(jìn)行調(diào)控，從而提高整個(gè)噴墨打印構(gòu)筑法得到的圖案的性能并簡(jiǎn)化相應(yīng)的步驟。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種利用噴墨打印構(gòu)筑模板法制備功能材料圖案的方法，其以噴墨打印構(gòu)筑水溶性模板代替光刻模板制備大面積高性能功能材料圖案，實(shí)現(xiàn)節(jié)約資源和避免環(huán)境污染，并且進(jìn)一步簡(jiǎn)化了墨水調(diào)配的工藝，使整個(gè)流程簡(jiǎn)單易操作，并且得到的功能圖案的性能大大提高，適合大規(guī)模推廣。

具體地，本發(fā)明提供一種利用噴墨打印構(gòu)筑模板法制備功能材料圖案的方法，其包括以下步驟：

S1、制備水溶性噴墨打印用水溶性墨水；

S2、制備溶液粘度高且表面張力優(yōu)良的水溶性模板，將所述水溶性模板作為噴墨打印的透明基材；

S3、制備透明電極或電路圖案：利用噴墨打印法將步驟S1得到的水溶性墨水噴墨打印在步驟S2得到的透明基材表面形成水溶性犧牲層，然后通過(guò)蒸發(fā)沉積法在水溶性犧牲層的印刷表面沉積形成導(dǎo)電金屬層，之后對(duì)整個(gè)透明基材進(jìn)行水洗，去除導(dǎo)電金屬層之外的透明基材部分得到功能材料圖案，所述功能材料團(tuán)案為透明電極或電路圖案。

優(yōu)選地，步驟S1中水溶性墨水為水溶性聚丙烯酸、乙醇或二甲基甲酰胺。

優(yōu)選地，水溶性聚丙烯酸的濃度為8-16％。

優(yōu)選地，步驟S1中還可以利用熱蒸鍍或?yàn)R射方法在水溶性犧牲層的印刷表面沉積形成導(dǎo)電金屬層。

優(yōu)選地，步驟S3中，通過(guò)在噴墨打印過(guò)程中改變像素間距，能夠制備出點(diǎn)狀、珠狀、波浪線和均勻線的功能材料圖案。

優(yōu)選地，步驟S3中，用噴墨打印的點(diǎn)狀水溶性犧牲層能夠得到網(wǎng)狀金屬圖案，通過(guò)在噴墨打印過(guò)程中改變相鄰點(diǎn)之間的像素間距，能夠控制所制備的金屬圖案的導(dǎo)電性和透射率。

優(yōu)選地，本發(fā)明還提供一種制備包含有上述功能材料圖案的電致發(fā)光顯示器、應(yīng)變傳感器或三維開(kāi)關(guān)的方法，具體為：

根據(jù)需要利用步驟S1至步驟S3制備電致發(fā)光顯示、應(yīng)變傳感器或三維開(kāi)關(guān)的多種高分辨率電路圖案，得到電致發(fā)光顯示器、應(yīng)變傳感器和三維開(kāi)關(guān)。

優(yōu)選地，步驟S4中制備多種高分辨率金屬圖形具體包括以下子步驟：

S41、制備第一個(gè)金屬圖案；