本發(fā)明涉及透明導電電極領(lǐng)域，特別是，涉及一種制備透明導電電極的方法。

背景技術(shù)：
目前，透明電極的材料主要包括透明導電氧化物薄膜、碳納米管、石墨烯、導電聚合物、金屬網(wǎng)格、金屬納米線等。ITO透明電極憑借其高透明度和高導電性占有了大部分的市場份額。但ITO電極需要使用真空氣相沉積的方法制備，且含有稀有元素銦，因而成本較高，且ITO具有脆性，無法在柔性器件中使用。因而人們開始尋找其他透明電極材料，金屬納米線由于其較低的成本、較高的性能、對柔性器件的良好適應性而倍受青睞。較厚的金屬膜雖然不透明，但若將其進行網(wǎng)格狀圖案化使之成為金屬網(wǎng)格，則將成為能與金屬納米線想媲美的透明導電電極。并且金屬導電材料配合石墨烯、碳納米管、導電高分子、金屬氧化物半導體材料都可以得到更好的適用性。在液晶顯示、OLED(有機電致發(fā)光)、觸摸屏、太陽能電池等領(lǐng)域的實際應用中，常常需要圖案化的透明導電電極來完成各種功能。對于現(xiàn)有的透明導電材料，現(xiàn)有技術(shù)已有多種圖案化方法，包括激光燒蝕，黃光工藝的化學刻蝕方法，絲印蝕刻膏的化學蝕刻，噴墨印刷蝕刻液等方法。但現(xiàn)有方法都會導致蝕刻區(qū)和非蝕刻區(qū)存在較大光學性能差異，而且有對環(huán)境有較大污染，制備流程復雜，制備成本較高的缺點。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種制備透明導電電極的方法，本發(fā)明通過反應氣體與導電層反應，使導電層部分導電材料轉(zhuǎn)化為不導電材料，從而得到圖案化的電極，并且導電區(qū)域和非導電區(qū)域光學性能差異極低，實現(xiàn)完全消影蝕刻，在實際應用中效果顯著，且制備流程簡單，制備成本低。為解決上述問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：一種制備透明導電電極的方法，包括：1)制備透明導電材料；2)形成反應區(qū)域：在透明導電材料的導電層上形成反應區(qū)域；3)導入反應氣體進行反應：向反應區(qū)域?qū)敕磻獨怏w，使反應區(qū)域內(nèi)的導電層與反應氣體發(fā)生反應；4)獲得透明導電電極：反應結(jié)束后，向反應區(qū)域通入保護氣體除去反應區(qū)域內(nèi)的殘余反應氣體，即得透明導電電極。優(yōu)選的，所述透明基材為玻璃、高分子透明薄膜或高分子片材。優(yōu)選的，所述導電層為一維納米導電材料、二維納米導電材料、金屬網(wǎng)格透明導電材料、透明導電高分子材料和金屬氧化物系透明導電材料中一種或幾種。優(yōu)選的，所述一維納米導電材料為金屬納米線透明導電材料、碳納米管透明導電材料、納米金屬帶透明導電材料或納米金屬棒透明導電材料。優(yōu)選的，所述金屬納米線透明導電材料中金屬納米線為銀、鎳、銅、鈀、鉑、金、鈷和鐵中任一種單質(zhì)金屬納米線或幾種的合金金屬納米線；所述金屬網(wǎng)格透明導電材料中金屬網(wǎng)格為銀、鎳、銅、鋁、鈀、鉑、金、鈷和鐵中任一種單質(zhì)金屬網(wǎng)格或幾種的合金金屬網(wǎng)格。優(yōu)選的，所述二維納米導電材料為納米金屬薄膜透明導電材料或碳系透明導電材料。優(yōu)選的，所述反應氣體為臭氧、水蒸氣、雙氧水、有機胺、氨氣、鹵素氣體及其化合物、二氧化碳、有機酸、硝酸、鹽酸、硫蒸氣和硫化物蒸氣中一種或幾種。優(yōu)選的，所述保護氣體為氮氣、空氣和惰性氣體中一種或多種。進一步的，所述步驟2)3)4)采用透明導電電極加工裝置進行，所述透明導電電極加工裝置包括模板體、吸附平臺和用于將模板體壓緊在吸附平臺上的壓緊件，所述模板體為平板型，模板體設置在吸附平臺上，模板體上設置有密封環(huán)、接觸件和通氣孔，所述密封環(huán)和接觸件固定在模板體靠近透明導電材料的一側(cè)，所述接觸件位于密封環(huán)內(nèi)，所述密封環(huán)和接觸件之間形成非接觸腔，所述通氣孔設置在模板體非接觸腔處，通氣孔為兩個以上；所述步驟1)具體為：通過旋涂、噴涂、印刷、自組裝、氣相沉積、液相沉積或電鍍工藝在透明基材上形成導電層；所述步驟2)具體為：透明導電材料置于吸附平臺上，模板體上的密封環(huán)和接觸件抵持在透明導電材料的導電層上并壓緊，非接觸腔在透明導電材料上形成反應區(qū)域；所述步驟3)具體為：通過模板體上的通氣孔向反應區(qū)域?qū)敕磻獨怏w，反應區(qū)域內(nèi)的導電層與反應氣體進行反應；所述步驟4)具體為：通過模板體上的通氣孔向反應區(qū)域通入保護氣體除去反應區(qū)域內(nèi)的殘余反應氣體，除去模板體，即得透明導電電極。進一步的，所述步驟2)3)4)采用透明導電電極加工裝置進行，所述透明導電電極加工裝置包括模板體、吸附平臺、用于將模板體壓緊在吸附平臺上的壓緊件和柔性保護膜，所述模板體為平板型，模板體設置在吸附平臺上，模板體上設置有密封環(huán)、接觸件和通氣孔，所述密封環(huán)和接觸件固定在模板體靠近透明導電材料的一側(cè)，所述接觸件與透明導電材料接觸處內(nèi)凹有壓力腔，所述接觸件位于密封環(huán)內(nèi)，所述密封環(huán)和接觸件之間形成非接觸腔，所述通氣孔設置在模板體非接觸腔處，所述通氣孔為兩個以上；所述吸附平臺對應模板體的非接觸腔處設置有導氣孔，所述柔性保護膜設置在吸附平臺和模板體之間；所述步驟1)具體為：通過旋涂、噴涂、印刷、自組裝、氣相沉積、液相沉積或電鍍工藝在透明基材上形成導電層，并在透明導電材料對應吸附平臺導氣孔處開通孔；所述步驟2)具體為：透明導電材料置于吸附平臺上，在透明導電材料上覆蓋柔性保護膜，模板體上的密封環(huán)和接觸件抵持在柔性保護膜上并壓緊，柔性保護膜與透明導電材料在非接觸腔處形成反應區(qū)域；所述步驟3)具體為：通過導氣孔向反應區(qū)域?qū)敕磻獨怏w，使反應區(qū)域內(nèi)的柔性保護膜鼓泡形成反應空間，反應空間內(nèi)的導電層與反應氣體進行反應；所述步驟4)具體為：通過導氣孔向反應空間通入保護氣體除去反應空間內(nèi)的殘余反應氣體，除去模板體和柔性保護膜，即得透明導電電極。相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明通過反應氣體與導電層反應，使導電層部分導電材料轉(zhuǎn)化為不導電材料，從而得到圖案化的電極，并且導電區(qū)域和非導電區(qū)域光學性能差異極低，實現(xiàn)完全消影蝕刻，在實際應用中效果顯著。附圖說明圖1為本發(fā)明制備透明導電電極的方法的流程圖；圖2為實施方式1中透明導電電極加工裝置使用狀態(tài)圖；圖3為本發(fā)明中透明導電電極加工裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為圖3中A-A剖面圖；圖5為實施方式2中透明導電電極加工裝置使用狀態(tài)圖；圖6為實施方式3中透明導電電極加工裝置使用狀態(tài)圖；圖7為實施方式4中透明導電電極加工裝置使用狀態(tài)圖；其中，1為模板體、11為密封環(huán)、12為接觸件、121為壓力腔、13為通氣孔、2為吸附平臺、21為導氣孔、3為壓緊件、4為柔性保護膜、5為透明導電材料。具體實施方式下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細說明。如圖1所示，本發(fā)明中制備透明導電電極的方法，包括步驟：1)制備透明導電材料；2)形成反應區(qū)域：在透明導電材料的導電層上形成反應區(qū)域；3)導入反應氣體進行反應：向反應區(qū)域?qū)敕磻獨怏w，使反應區(qū)域內(nèi)的導電層與反應氣體發(fā)生反應；4)獲得透明導電電極：反應結(jié)束后，向反應區(qū)域通入保護氣體除去反應區(qū)域內(nèi)的殘余反應氣體，即得透明導電電極。本發(fā)明中制備透明導電電極的方法依賴于透明導電電極加工裝置得以實現(xiàn)，下面首先對透明導電電極加工裝置結(jié)構(gòu)的實施方式進行描述。實施方式1如圖2-4所示，透明導電電極加工裝置包括模板體1、吸附平臺2和用于將模板體1壓緊在吸附平臺2上的壓緊件3，模板體1為平板型，模板體1設置在吸附平臺2上，模板體1上設置有密封環(huán)11、接觸件12和通氣孔13，密封環(huán)11和接觸件12固定在模板體1靠近透明導電材料的一側(cè)，接觸件12位于密封環(huán)11內(nèi)，密封環(huán)11和接觸件12之間形成非接觸腔，通氣孔13設置在模板體1非接觸腔處，通氣孔13為兩個以上。使用時，透明導電材料5吸附在吸附平臺2上，模板體1在壓緊件3作用下與透明導電材料5充分接觸，密封環(huán)11和接觸件12充分抵持在透明導電材料5上，非接觸腔在透明導電材料5表面形成反應區(qū)域，通過通氣孔13向反應區(qū)域?qū)敕磻獨怏w，反應氣體與導電層反應結(jié)束后，通過通氣孔13再向反應區(qū)域通入保護氣體，除去反應區(qū)域內(nèi)的殘余反應氣體，除去模板體1，即得透明導電電極。吸附平臺2可以實現(xiàn)透明導電材料5的充分固定，壓緊件3作用于模板體1，實現(xiàn)模板體1在透明導電材料5上的壓緊，保證模板體1與透明導電材料5的充分接觸，非接觸腔在透明導電材料5表面形成反應區(qū)域，為反應氣體與導電層反應提供空間，保證了反應正常進行的同時，有效保護了導電層的非反應區(qū)域。實施方式2如圖5所示，透明導電電極加工裝置包括模板體1、吸附平臺2和用于將模板體1壓緊在吸附平臺2上的壓緊件3，模板體1為平板型，模板體1設置在吸附平臺2上，模板體1上設置有密封環(huán)11、接觸件12和通氣孔13，密封環(huán)11和接觸件12固定在模板體1靠近透明導電材料的一側(cè)，接觸件12與透明導電材料5接觸處內(nèi)凹有壓力腔121，接觸件12位于密封環(huán)11內(nèi)，密封環(huán)11和接觸件12之間形成非接觸腔，通氣孔13設置在模板體1非接觸腔處，通氣孔13為兩個以上。使用時，透明導電材料5吸附在吸附平臺2上，模板體1在壓緊件3作用下與透明導電材料5充分接觸，密封環(huán)11和接觸件12充分抵持在透明導電材料5上，非接觸腔在透明導電材料5表面形成反應區(qū)域，通過通氣孔13向反應區(qū)域?qū)敕磻獨怏w，反應氣體與導電層反應結(jié)束后，通過通氣孔13再向反應區(qū)域通入保護氣體，除去反應區(qū)域內(nèi)的殘余反應氣體，除去模板體1，即得透明導電電極。吸附平臺2可以實現(xiàn)透明導電材料5的充分固定，壓緊件3作用于模板體1，實現(xiàn)模板體1在透明導電材料5上的壓緊，保證模板體1與透明導電材料5的充分接觸，非接觸腔在透明導電材料5表面形成反應區(qū)域，為反應氣體與導電層反應提供空間，保證了反應正常進行；壓力腔121可以保證導電層的非反應區(qū)域內(nèi)壓力恒定，從而有效保護了導電層的非反應區(qū)域不受反應氣體影響。實施方式3如圖6所示，透明導電電極加工裝置包括模板體1、吸附平臺2、用于將模板體1壓緊在吸附平臺2上的壓緊件3和柔性保護膜4，模板體1為平板型，模板體1設置在吸附平臺2上，模板體1上設置有密封環(huán)11、接觸件12和通氣孔13，密封環(huán)11和接觸件12固定在模板體1靠近透明導電材料的一側(cè)，接觸件12與透明導電材料5接觸處內(nèi)凹有壓力腔121，接觸件12位于密封環(huán)11內(nèi)，密封環(huán)11和接觸件12之間形成非接觸腔，通氣孔13設置在模板體1非接觸腔處，通氣孔13為兩個以上；吸附平臺2對應模板體1的非接觸腔處設置有導氣孔21，柔性保護膜4設置在吸附平臺2和模板體1之間。使用時，透明導電材料5吸附在吸附平臺2上，柔性保護膜4覆蓋在透明導電材料5上，模板體1在壓緊件3作用下與柔性保護膜4充分接觸，密封環(huán)11和接觸件12充分抵持在柔性保護膜4上，柔性保護膜4與透明導電材料5在非接觸腔處形成反應區(qū)域，通過導氣孔21向反應區(qū)域?qū)敕磻獨怏w，使反應區(qū)域內(nèi)的柔性保護膜4鼓泡形成反應空間，反應空間內(nèi)的導電層與反應氣體進行反應；反應結(jié)束后，通過導氣孔21向反應空間通入保護氣體除去反應空間內(nèi)的殘余反應氣體，除去模板體1和柔性保護膜4，即得透明導電電極。吸附平臺2可以實現(xiàn)透明導電材料5的充分固定，壓緊件3作用于模板體1，實現(xiàn)模板體1在柔性保護膜4上的壓緊，保證模板體1與柔性保護膜4的充分接觸，柔性保護膜4與透明導電材料5在非接觸腔處形成反應區(qū)域，通氣后，鼓泡內(nèi)為反應氣體與導電層反應提供空間，保證了反應正常進行；密封環(huán)11和接觸件12抵持在柔性保護膜4處由于壓緊無法進入反應氣體，從而有效保護了導電層的非反應區(qū)域的導電性。實施方式4如圖7所示，本發(fā)明中透明導電電極加工裝置包括模板體1，模板體1為輥型，模板體1上設置有密封環(huán)11、接觸件12和通氣孔13，密封環(huán)11和接觸件12固定在模板體1靠近透明導電材料的一側(cè)，接觸件12位于密封環(huán)11內(nèi)，密封環(huán)11和接觸件12之間形成非接觸腔，通氣孔13設置在模板體1非接觸腔處，通氣孔13為兩個以上。使用時，通過外力牽引，模板體1可以與透明導電材料5充分接觸，密封環(huán)11和接觸件12充分抵持在透明導電材料5上，非接觸腔在透明導電材料5表面形成反應區(qū)域，通過通氣孔13向反應區(qū)域?qū)敕磻獨怏w，反應氣體與導電層反應結(jié)束后，通過通氣孔13再向反應區(qū)域通入保護氣體，除去反應區(qū)域內(nèi)的殘余反應氣體，除去模板體1，即得透明導電電極。反應區(qū)域為反應氣體與導電層反應提供空間，保證了反應正常進行的同時，密封環(huán)11和接觸件12充分抵持在透明導電材料5上，有效保護了導電層非反應區(qū)域的導電性。上述實施方式1-3中，吸附平臺2內(nèi)部可以設置有加熱模塊，實現(xiàn)反應時溫度的有效控制。上述實施方式4中，模板體1內(nèi)部可以設置有加熱模塊，或在導電材料背面處設置輔助加熱裝置，實現(xiàn)反應時溫度的有效控制。下面借助上述實施方式結(jié)合具體實施例對本發(fā)明中制備透明導電電極的方法進行進一步描述。實施例1采用實施方式1進行透明導電電極的制備：其中，透明導電材料5通過以下方式獲得：在清潔的玻璃基底上，絲棒刮涂納米銀線、改性纖維素和表面活性劑的混合水溶液，烘干后制成導電層納米銀線薄膜，其方阻為50ohm/sq；反應區(qū)域內(nèi)反應時溫度為50℃，反應氣體為臭氧和水蒸氣；反應結(jié)束后，采用的保護氣體為氮氣。獲得的透明導電電極中，暴露在反應區(qū)域內(nèi)的銀線，由于和臭氧反應形成氧參雜的納米線并部分斷裂成短線，電導率明顯下降，處于不導電狀態(tài)。實施例2采用實施方式1進行透明導電電極的制備：1)其中，透明導電材料5通過以下方式獲得：在PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯)上，絲棒刮涂納米銀線、改性纖維素和表面活性劑的混合溶液，烘干后制成導電層為納米銀線薄膜，其方阻為55ohm/sq；反應區(qū)域內(nèi)反應時溫度為30℃，反應氣體為丙二胺、水蒸汽和空氣的混合氣體；反應結(jié)束后，采用的保護氣體為空氣。獲得的透明導電電極中，暴露在反應區(qū)域內(nèi)的銀線，由于反應部分斷裂成短線，電導率明顯下降，處于不導電狀態(tài)。實施例3采用實施方式2進行透明導電電極的制備：其中，透明導電材料5通過以下方式獲得：在玻璃上絲棒刮涂納米銅線、改性纖維素和表面活性劑的混合溶液，烘干后制成導電層納米銅線薄膜，其方阻為60ohm/sq；反應區(qū)域內(nèi)反應時溫度為100℃，反應氣體為臭氧和水蒸汽的混合氣體；反應結(jié)束后，采用的保護氣體為惰性氣體。獲得的透明導電電極中，暴露在反應區(qū)域內(nèi)的銅線，由于反應形成氧參雜的納米線并部分斷裂成短線，電導率明顯下降，處于不導電狀態(tài)。實施例4采用實施方式2進行透明導電電極的制備：其中，透明導電材料5通過以下方式獲得：在耐熱聚碳酸酯片材上通過噴涂銀納米顆粒導電墨水方式制得銀網(wǎng)格透明導電材料，其方阻為60ohm/sq；反應區(qū)域內(nèi)反應時溫度為100℃，反應氣體為臭氧和水蒸汽的混合氣體；反應結(jié)束后，采用的保護氣體為惰性氣體。獲得的透明導電電極中，暴露在反應區(qū)域內(nèi)的銀網(wǎng)格，由于反應后部分生成銀的硫化物，電導率明顯下降，處于不導電狀態(tài)。實施例5采用實施方式3進行透明導電電極的制備：其中，透明導電材料5通過以下方式獲得：在玻璃上通過印刷方式制得碳納米管透明導電材料，其方阻為40ohm/sq；反應區(qū)域內(nèi)反應時溫度為60℃，反應氣體為臭氧和水蒸汽的混合氣體；反應結(jié)束后，采用的保護氣體為空氣。獲得的透明導電電極中，暴露在反應區(qū)域內(nèi)的碳納米，由于反應后部分斷裂成短線，電導率明顯下降，處于不導電狀態(tài)。實施例6采用實施方式3進行透明導電電極的制備：其中，透明導電材料5通過以下方式獲得：在玻璃上通過電鍍工藝制得鎳網(wǎng)格透明導電材料，其方阻為45ohm/sq；反應區(qū)域內(nèi)反應時溫度為150℃，反應氣體為水蒸氣和臭氧的混合氣體；反應結(jié)束后，采用的保護氣體為惰性氣體。獲得的透明導電電極中，暴露在反應區(qū)域內(nèi)的鎳網(wǎng)格，由于反應后生成鎳的氧化物，電導率明顯下降，處于不導電狀態(tài)。實施例7采用實施方式4進行透明導電電極的制備：其中，透明導電材料5通過以下方式獲得：在PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯)上通過電鍍工藝制得銀網(wǎng)格透明導電材料，其方阻為40ohm/sq；反應區(qū)域內(nèi)反應時溫度為50℃，反應氣體為臭氧和水蒸氣的混合氣；反應結(jié)束后，采用的保護氣體為空氣。獲得的透明導電電極中，暴露在反應區(qū)域內(nèi)的銀網(wǎng)格，由于反應后部分氧化和斷裂成短線，電導率明顯下降，處于不導電狀態(tài)。上述實施例中，通過旋涂、噴涂、印刷、自組裝、氣相沉積、液相沉積或電鍍工藝在玻璃、高分子透明薄膜(如PET薄膜)或高分子片材(如PMMA片材，PC片材，PET片材)上形成導電層，導電層可以選用一維納米導電材料如金屬納米線透明導電材料、碳納米管透明導電材料、納米金屬帶透明導電材料、納米金屬棒透明導電材料等，二維納米導電材料如納米金屬薄膜透明導電材料或碳系透明導電材料(石墨烯透明導電材料)，金屬納米線透明導電材料(如銀、鎳、銅、鈀、鉑、金、鈷和鐵中任一種單質(zhì)金屬納米線或幾種的合金金屬納米線)、金屬網(wǎng)格透明導電材料(如銀、鎳、銅、鋁、鈀、鉑、金、鈷和鐵中任一種單質(zhì)金屬網(wǎng)格或幾種的合金金屬網(wǎng)格)、透明導電高分子材料(如導電聚合物PEDOT/PSS(聚3，4-乙撐二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸鹽))和金屬氧化物系透明導電材料。反應時，反應氣體可以為臭氧、水蒸氣、雙氧水、有機胺、氨氣、鹵素氣體及其化合物、二氧化碳、有機酸、硝酸、鹽酸、硫蒸氣和硫化物蒸氣中一種或幾種的混合物；反應溫度可以根據(jù)實際反應快慢的在0-150℃之間進行動態(tài)調(diào)整。反應結(jié)束后，充入的保護氣體可以為氮氣、空氣和惰性氣體中一種或多種。采用以上替代方案，均可制備得到透明導電電極，且其導電層部分導電材料轉(zhuǎn)化為不導電材料，從而得到圖案化的電極，并且導電區(qū)域和非導電區(qū)域光學性能差異極低，實現(xiàn)完全消影蝕刻，在實際應用中效果顯著。對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，可根據(jù)以上描述的技術(shù)方案以及構(gòu)思，做出其它各種相應的改變以及形變，而所有的這些改變以及形變都應該屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍之內(nèi)。