一种高性能精细化透明导电电极的制备方法
[0029]步骤三:微尺度导电电极性能的测试
[0030]对步骤二得到的不同宽度的微电极进行形貌表征及电学测试，从而优化刻蚀的工艺条件，得到边缘刻蚀平滑、表面洁净的微电极。
[0031]在本发明实施例中，在步骤一中，若需得到柔性导电电极，所述目标衬底选用柔性透明衬底，可以是PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PI(聚酰亚胺)、PEN(聚萘二酸乙二醇酯)、PES(聚醚砜)、PDMS(聚二甲基硅氧烷)以及PC(聚碳酸酯)等聚合物材料。
[0032]在本发明实施例的步骤一中，若需得到机械强度大的刚性导电电极，所述目标衬底选用刚性衬底，可以是硅片、二氧化硅、普通玻璃与金属片等平整度高的材料。
[0033]在本发明实施例的步骤一中，所述导电纳米材料可以为银纳米线、铜纳米线、合金纳米线、以及其复合材料。
[0034]在本发明实施例中，根据实例为实现透明导电微电极的电阻优良电学性能，在步骤一中，所形成的导电网络结构的方阻被设定为5 Ω /sq?100 Ω /Sq。
[0035]在本发明实施例的步骤二中，为实现精细化透明电极的尺寸及精度要求，可采用纳秒、皮秒以及飞秒激光脉冲作为光源，从而控制线条刻蚀边缘的平滑性及刻蚀的速率。
[0036]在本发明实施例的步骤二中，所采用的光刻工艺为标准制程;光刻工艺的具体流程步骤在此不再赘述，本发明之所以采用这种工艺，是因为该工艺能够与现有的设备和工艺相兼容，方便实现光电器件的更新换代。
[0037]在本发明实施例的步骤二中，为防止激光能量过高对于非刻蚀区的热影响，所用激光功率小于50mJ/cm3 ο
[0038]在本发明实施例中，对于刚性衬底，为实现其柔性化，可采用将透明导电网络嵌入聚合物中进行固化剥离；
[0039]在本发明实施例的步骤三中，可以对不同宽度及厚度的导电电极性能进行测试。
[0040]相比于无序排布的网络结构，该发明降低了金属纳米线的团聚，在透过率不变的情况下降低了导电网络的方阻，提高了金属纳米线透明导电电极网络的性能指标;采用了标准光刻工艺或激光直写刻蚀工艺沿与金属纳米线平行的方向进行刻蚀，尽可能的保留沿着刻蚀方向的金属纳米线的完整性，从而极大的降低了刻蚀后透明导电电极的电阻，实现了高性能精细化金属纳米线透明导电电极的制备。
[0041]为了更进一步的说明本发明实施例提供的高性能精细化透明导电电极的制备方法制备的导电电极的性能优越性，现结合其具体应用实例详述如下:
[0042]实例一:高性能精细化透明导电电极用于量子点有机发光二极管(Q-OLED)
[0043]将平均长径比约为1000的银纳米线乙醇溶液采用非接触式一维纳米材料阵列的大面积组装方法使银纳米线均匀有序涂布在白玻璃上，导电网络方阻被设定为10 Ω/sq。接着，采用标准光刻工艺对导电网络进行湿法刻蚀，得到精细化透明导电电极;将含氟聚酰亚胺粉末溶解在N，N_二甲基乙酰胺中，制备成质量比为10%的含氟聚酰亚胺前驱物溶液;然后将含氟聚酰亚胺前驱液用流延刮膜法覆盖在白玻璃片上，并控制前驱液厚度为300微米左右;接着，整体置于鼓风干燥箱中加热固化，先在在60°C下保温40分钟，采用阶梯升温到90°C、120°C、150°C、175°C、200°C每一阶梯各维持30分钟，达到含氟聚酰亚胺前驱物固化，同时完全去除有机溶剂。最后，从白玻璃上剥离该薄膜，即可得到以含氟聚酰亚胺为衬底的柔性透明精细化透明导电电极薄膜;然后在该薄膜上，采用自下而上的制备电子传输层、量子点层、活性层、空穴传输层和金属电极层，得到量子点有机发光光电二极管。
[0044]对实施例1所制得的器件进行性能测试，具体如图2至图3所示。可以看出，得到发光效率为2.7 %，半高峰宽为44nm，中心波长为632nm红光，色度标为(0.68，0.32)。
[0045]实例二:高性能精细化透明导电电极用于触控显示
[0046]将平均长径比约为800的银纳米线异丙醇溶液采用非接触式一维纳米材料阵列的大面积组装方法使银纳米线均匀有序涂布在PET薄膜上，导电网络方阻被设定为15 Ω/sq。接着，制备触控器件，具体步骤如下，首先采用激光刻蚀工艺对导电网络进行刻蚀，得到两张精细化透明导电电极薄膜;然后在其中一张上旋涂一层PDMS聚合物作为电解质层，等待PDMS半固化时，将另一张导电薄膜置于PDMS上并垂直第一张导电薄膜。
[0047]本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种高性能精细化透明导电电极的制备方法，其特征在于，包括下述步骤: (1)通过非接触式一维纳米材料阵列的大面积组装方法获得单方向有序排列的金属纳米线阵列，并在与阵列垂直的方向采用所述非接触式一维纳米材料阵列的大面积组装方法，获得垂直方向有序排列的金属纳米线阵列，组成的垂直交叉结构构成了金属纳米线透明导电网络； (2)对金属纳米线透明导电网络进行精细化刻蚀，并选择与有序排布的金属纳米线平行的方向作为刻蚀方向，刻蚀后获得具有精细结构的透明导电电极。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤(I)中，通过采用非接触式一维纳米材料阵列的大面积组装方法，降低了金属纳米线的团聚现象，获得了更均匀的金属纳米线网络。3.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，在步骤(I)中，导电纳米材料为银纳米线、铜纳米线、合金纳米线或者其复合材料。4.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，在步骤(I)中，所述金属纳米线透明导电网络的方阻为5 Ω /sq?100 Ω /sq。5.如权利要求1-4任一项所述的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，采用标准光刻工艺或激光直写刻蚀工艺对所述金属纳米线透明导电网络进行刻蚀。6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，采用纳秒激光脉冲、皮秒激光脉冲以及飞秒激光脉冲作为光源进行刻蚀，从而控制线条刻蚀边缘的平滑性及刻蚀的速率。7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，激光脉冲的激光功率小于50mJ/cm3 ；从而防止激光能量过高对于非刻蚀区的热影响。8.如权利要求1-7任一项所述的制备方法，其特征在于，在步骤(2)之后还包括步骤(3)，对不同宽度和厚度的所述精细化透明导电电极进行电学性能测试。
【专利摘要】本发明提供了一种高性能精细化透明导电电极的制备方法，包括下述步骤：(1)通过非接触式一维纳米材料阵列的大面积组装方法获得单方向有序排列的金属纳米线阵列，并在与阵列垂直的方向采用所述非接触式一维纳米材料阵列的大面积组装方法，获得垂直方向的有序排列的金属纳米线阵列后形成金属纳米线透明导电网络；(2)对金属纳米线透明导电网络进行精细化刻蚀，并在刻蚀时选择与有序排列的金属纳米线平行的方向进行，刻蚀后获得精细化透明导电电极。本发明由于采用了沿着有序化排列的金属纳米线透明导电电极进行刻蚀的方式，能够充分保留沿着刻蚀方向的金属纳米线的完整性，使精细化的透明电极具有更优异更均匀的低电阻性能，从而可以应用于大尺寸高像素的显示或智能触控等对于精细化图案有需求的领域，同时降低器件工作功耗。
【IPC分类】H01L51/00, H01B13/00, H01L51/52, G06F3/041
【公开号】CN105632652
【申请号】CN201610080148
【发明人】胡彬, 方云生, 周军
【申请人】华中科技大学
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2016年2月5日
文档序号 :
【 9867864 】
技术研发人员：胡彬,方云生,周军
技术所有人：华中科技大学
备 注：该技术已申请专利，仅供学习研究，如用于商业用途，请联系技术所有人。
声 明 ：此信息收集于网络，如果你是此专利的发明人不想本网站收录此信息请联系我们，我们会在第一时间删除
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