[發明專利]煤焦油基薄膜電子器件及其制備方法

有效

• 申請號: 202111444516.1
• 申請日: 2021-11-30
• 公開（公告）號: CN114309927B
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發明（設計）人: 臧浠凝;黃金財;趙海燕;魏彥卓
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: B23K26/082
• 分類號: B23K26/082;B23K26/362;C10C1/00
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 趙麗婷

1.一種制備煤焦油基薄膜電子器件的方法，其特征在于，包括：

(1)將煤焦油與有機溶劑混合，以便得到煤焦油溶液；

(2)將所述煤焦油溶液施加在第一基底上，以便在所述第一基底上形成煤焦油薄膜；

(3)將所述煤焦油薄膜進行加熱氧化，以便得到氧化后煤焦油薄膜；

(4)對所述氧化后煤焦油薄膜的上層區域進行激光打印，以便在所述氧化后煤焦油薄膜上形成圖案，同時打印區域發生碳化；

(5)去除步驟(4)得到的薄膜上的未碳化區域，以便得到具有圖案的碳化層，其中，所述未碳化區域包括所述氧化后煤焦油薄膜上未進行激光打印的區域和所述氧化后煤焦油薄膜上進行激光打印的下層區域；

(6)將所述具有圖案的碳化層轉移至第二基底上，以便得到煤焦油基薄膜電子器件，

在步驟(3)中，所述加熱氧化的溫度為150～400℃，時間為20min～2h；

在步驟(4)中，采用CO₂激光器對所述氧化后煤焦油薄膜的上層區域進行激光打印，激光打印的功率為4～9W，掃描速度為15～100mm/s，離焦量為-0.5～0.5mm，填充線距為0.2～0.3mm，或者采用紫外激光器對所述氧化后煤焦油薄膜的上層區域進行激光打印，

所述激光打印包括一次掃描和二次掃描；

將步驟(2)～(5)集成到卷對卷設備上。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟(1)中，所述有機溶劑包括二氯甲烷和N-甲基吡咯烷酮中的至少之一。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，在步驟(1)中，所述有機溶劑為二氯甲烷，所述煤焦油溶液中煤焦油的濃度為40wt％～80wt％。

4.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，在步驟(1)中，所述有機溶劑為N-甲基吡咯烷酮，所述煤焦油溶液中煤焦油的濃度為40wt％～65wt％。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟(2)中，所述第一基底為石英、硅片、碳化硅、PET和玻璃中的至少之一。

6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述一次掃描的功率為5～6.5W，掃描速度為23.5～35mm/s；所述二次掃描的功率為8～9W，掃描速度為23.5～35mm/s。

7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟(5)中，采用有機溶劑去除步驟(4)得到的薄膜上的未碳化區域，所述有機溶劑包括二氯甲烷和N-甲基吡咯烷酮中的至少之一。

8.根據權利要求1或7所述的方法，其特征在于，在步驟(5)中，所述具有圖案的碳化層的厚度為20～30μm。

9.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟(6)中，所述第二基底包括硅膠和丙烯酸樹脂中的至少之一。

10.一種煤焦油基薄膜電子器件，其特征在于，采用權利要求1～9中任一項所述的方法制備得到。