本發(fā)明涉及一種圖形化導(dǎo)電薄膜的制備方法，屬于電子技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著時(shí)代的發(fā)展，柔性電子器件因其可彎曲性、可貼合性和不規(guī)則形狀的表面等特性越來越受到重視，其中的柔性導(dǎo)電薄膜是電子器件的重要組成部分。傳統(tǒng)的導(dǎo)電薄膜一般為金屬或金屬氧化物材料，采用真空沉積的方法制備，包括濺射法、脈沖激光沉積、熱蒸發(fā)等。這類薄膜沉積過程需要相對(duì)較高的真空條件，因而提升了導(dǎo)電薄膜的制備成本。此外，金屬及金屬氧化物材料附著在柔性襯底上時(shí)，會(huì)因?yàn)槿嵝砸r底的彎曲而出現(xiàn)電導(dǎo)率急劇下降的情況。

聚合物及其納米導(dǎo)電材料由于其優(yōu)異的可彎曲性能，逐漸受到了人們的重視。溶液工藝的興起使聚合物及其納米導(dǎo)電材料能夠被大面積卷對(duì)卷制備，但為了滿足電子器件的需求，需要將導(dǎo)電薄膜進(jìn)行圖形化，以實(shí)現(xiàn)大面積矩陣化的電子器件。傳統(tǒng)上采用光刻工藝對(duì)導(dǎo)電薄膜進(jìn)行圖形化，但光刻工藝復(fù)雜，光刻膠及設(shè)備成本高昂。因此，需要尋求更為簡(jiǎn)便、低成本的方法制備圖形化的導(dǎo)電薄膜。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的問題是，提供一種圖形化導(dǎo)電薄膜的制備方法，使導(dǎo)電薄膜易于圖形化并能夠兼容溶液工藝，達(dá)到簡(jiǎn)化圖形化導(dǎo)電薄膜制備工藝的目的。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種圖形化導(dǎo)電薄膜的制備方法，其特征在于，首先在襯底上采用點(diǎn)膠工藝形成預(yù)定圖形的聚合物掩模，然后對(duì)該襯底進(jìn)行氧等離子或是紫外光照射處理以提高親水性，再通過溶液工藝在附有所述聚合物掩模的襯底上制備導(dǎo)電薄膜，最后將該聚合物掩模從所述襯底上剝離，從而得到圖形化的導(dǎo)電薄膜。

按照本發(fā)明所述的圖形化導(dǎo)電薄膜的制備方法，其特征在于，所述襯底為玻璃襯底或柔彈性聚合物襯底，該柔彈性聚合物襯底的材料為聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚苯二甲酸二醇酯(PEN)、聚醚醚酮(PEEK)、聚酰亞胺(PI)、聚醚砜(PES)、聚碳酸酯(PC)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚氨酯(PU)、鉑催化硅膠(Ecoflex)或紫外固化膠。

按照本發(fā)明所述的圖形化導(dǎo)電薄膜的制備方法，其特征在于，在所述襯底的表面修飾有分離層以增強(qiáng)所述聚合物掩模從該襯底上剝離的效果，所述分離層的材料為三氯硅烷(OTS)、全氟辛基三氯硅烷(FOTS)或全氟已基三氯硅烷(FHTS)，所述分離層采用自組裝方式形成。

按照本發(fā)明所述的圖形化導(dǎo)電薄膜的制備方法，其特征在于，所述的聚合物掩模的材料為聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚氨酯(PU)、鉑催化硅膠(Ecoflex)或紫外固化膠。

按照本發(fā)明所述的圖形化導(dǎo)電薄膜的制備方法，其特征在于，在襯底上采用點(diǎn)膠工藝形成聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚氨酯(PU)或鉑催化硅膠(Ecoflex)聚合物掩模時(shí)對(duì)該襯底進(jìn)行加熱，所述襯底溫度為20-100℃。

按照本發(fā)明所述的圖形化導(dǎo)電薄膜的制備方法，其特征在于，在襯底上采用點(diǎn)膠工藝形成紫外固化膠掩模時(shí)，在點(diǎn)膠的同時(shí)進(jìn)行紫外光照射。

按照本發(fā)明所述的圖形化導(dǎo)電薄膜的制備方法，其特征在于，所述溶液工藝為旋涂、提拉、噴涂、刮涂或線棒涂布的方式。

按照本發(fā)明所述的圖形化導(dǎo)電薄膜的制備方法，其特征在于，所述導(dǎo)電薄膜的材料為pH值酸性或中性的PEDOT：PSS、PPy、單層或多層石墨烯、石墨、炭黑、單壁或多壁碳納米管、金屬納米線和直徑為5～300nm的金屬氧化物的納米顆粒中的一種或幾種的組合，所述金屬納米線的材質(zhì)為金、銀、銅、鋁或鎳，所述金屬氧化物為ITO或FTO。

按照本發(fā)明所述的圖形化導(dǎo)電薄膜的制備方法，其特征在于，所述的pH值酸性的PEDOT：PSS的pH值在1～2.5之間，其中PEDOT與PSS的質(zhì)量比為1:2.5～1:6；所述pH值中性的PEDOT：PSS為所述pH值酸性的PEDOT：PSS經(jīng)有機(jī)堿中和后形成的產(chǎn)物。

按照本發(fā)明所述的圖形化導(dǎo)電薄膜的制備方法，其特征在于，所述的有機(jī)堿為氨基甲脒、甲胺、乙胺、乙醇胺、乙二胺、二甲胺、三甲胺、三乙胺、丙胺、異丙胺、1,3-丙二胺、1,2-丙二胺、三丙胺、三乙醇胺、丁胺、異丁胺、叔丁胺、己胺、辛胺、苯胺、芐胺、環(huán)己胺、吡啶和六亞甲基四胺中的一種或幾種的組合。

本發(fā)明的有益效果在于：聚合物掩模的圖形可通過自動(dòng)化點(diǎn)膠設(shè)備中軟件自行設(shè)計(jì)，所得到的導(dǎo)電薄膜能夠滿足溶液工藝生產(chǎn)的電子器件小批量、多樣性的需求，使電子器件的生產(chǎn)更為靈活；所形成的掩模圖形的方法簡(jiǎn)單，并能夠兼容導(dǎo)電薄膜的溶液工藝，降低了導(dǎo)電薄膜圖形化的工藝復(fù)雜程度；在圖形化過程中，所需的圖形化導(dǎo)電薄膜表面沒有其他材料覆蓋，減少了清洗覆蓋材料的步驟，避免了清洗時(shí)對(duì)圖形化導(dǎo)電薄膜的損傷。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例一得到的圖形化銀納米線導(dǎo)電薄膜的顯微鏡照片。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作詳細(xì)說明。

如圖1所示，本發(fā)明所述的圖形化導(dǎo)電薄膜的制備方法首先在襯底上采用點(diǎn)膠工藝形成預(yù)定圖形的聚合物掩模，然后對(duì)該襯底進(jìn)行氧等離子或是紫外光照射處理以提高親水性，再通過溶液工藝在附有所述聚合物掩模的襯底上制備導(dǎo)電薄膜，最后將該聚合物掩模從所述襯底上剝離，從而得到圖形化的導(dǎo)電薄膜。

所述襯底為玻璃襯底或柔彈性聚合物襯底，該柔彈性聚合物襯底的材料為聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚苯二甲酸二醇酯(PEN)、聚醚醚酮(PEEK)、聚酰亞胺(PI)、聚醚砜(PES)、聚碳酸酯(PC)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚氨酯(PU)、鉑催化硅膠(Ecoflex)或紫外固化膠。

在所述襯底的表面修飾有分離層以增強(qiáng)所述聚合物掩模從該襯底上剝離的效果，所述分離層的材料為三氯硅烷(OTS)、全氟辛基三氯硅烷(FOTS)或全氟已基三氯硅烷(FHTS)，所述分離層采用自組裝方式形成。

所述的聚合物掩模的材料為聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚氨酯(PU)、鉑催化硅膠(Ecoflex)或紫外固化膠。

在襯底上采用點(diǎn)膠工藝形成聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚氨酯(PU)或鉑催化硅膠(Ecoflex)聚合物掩模時(shí)對(duì)該襯底進(jìn)行加熱，所述襯底溫度為20-100℃。

在襯底上采用點(diǎn)膠工藝形成紫外固化膠掩模時(shí)，在點(diǎn)膠的同時(shí)進(jìn)行紫外光照射。

所述溶液工藝為旋涂、提拉、噴涂、刮涂或線棒涂布的方式。

所述導(dǎo)電薄膜的材料為pH值酸性或中性的PEDOT：PSS、PPy、單層或多層石墨烯、石墨、炭黑、單壁或多壁碳納米管、金屬納米線和直徑為5～300nm的金屬氧化物的納米顆粒中的一種或幾種的組合，所述金屬納米線的材質(zhì)為金、銀、銅、鋁或鎳，所述金屬氧化物為ITO或FTO。

所述的pH值酸性的PEDOT：PSS的pH值在1～2.5之間，其中PEDOT與PSS的質(zhì)量比為1:2.5～1:6；所述pH值中性的PEDOT：PSS為所述pH值酸性的PEDOT：PSS經(jīng)有機(jī)堿中和后形成的產(chǎn)物。

所述的有機(jī)堿為氨基甲脒、甲胺、乙胺、乙醇胺、乙二胺、二甲胺、三甲胺、三乙胺、丙胺、異丙胺、1,3-丙二胺、1,2-丙二胺、三丙胺、三乙醇胺、丁胺、異丁胺、叔丁胺、己胺、辛胺、苯胺、芐胺、環(huán)己胺、吡啶和六亞甲基四胺中的一種或幾種的組合。

以下為一本發(fā)明的具體實(shí)施例，本實(shí)施例以本發(fā)明技術(shù)方案為前提給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。

請(qǐng)參閱圖2，圖示圖形化的銀納米線導(dǎo)電薄膜。所述的薄膜中采用聚苯二甲酸二醇酯(PEN)，采用道康寧的PDMS(預(yù)聚體與固化劑比例為10：1)為點(diǎn)膠材料，在自動(dòng)化點(diǎn)膠機(jī)上設(shè)計(jì)圖形后，在溫度為80℃的PEN襯底上形成PDMS圖形，PDMS固化后通過氧等離子體處理10分鐘提高襯底的親水性。采用刮涂工藝在襯底上形成銀納米線導(dǎo)電薄膜，將PDMS從襯底上剝離形成條狀圖形化的導(dǎo)電薄膜。