導(dǎo)電圖案的形成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及微電子技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及導(dǎo)電圖案的形成方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來透明電極成為大多數(shù)電子產(chǎn)品，如平板電腦、便攜式電腦、移動電話、臺式顯示器、游戲機、汽車，GPS導(dǎo)航儀等不可或缺的部分。透明電極通常是由氧化銦錫(ITO)制成。ITO在電子產(chǎn)品的發(fā)展演化中起著巨大的作用，尤其是對于觸摸屏和太陽能電池的應(yīng)用。通常通過在真空腔體中采用氣相淀積法制備高導(dǎo)電性高透明度的ITO導(dǎo)電膜。然而此方法的最大缺點是高成本高能耗且耗時，并且銦元素的短缺會大大限制此類導(dǎo)電膜在未來應(yīng)用中的發(fā)展。此外，由于ITO膜具有易碎性與缺乏柔性而不適合運用于柔性顯示器件。另外，ITO膜的商業(yè)化量產(chǎn)不僅造成稀土金屬的極大浪費以及生產(chǎn)過程中由酸性刻蝕工藝帶來的污染，而且濺射與酸性刻蝕工藝導(dǎo)致ITO的原料利用率僅為15%到30%。
[0003]隨著觸摸屏技術(shù)的發(fā)展，具有高導(dǎo)電性、高透明度、高柔性的導(dǎo)電薄膜將在新一代電子產(chǎn)品中廣泛應(yīng)用。眾所周知，在所有現(xiàn)有的導(dǎo)電材料中，銀具有極好的延展性和機械強度、良好的抗腐蝕性以及高導(dǎo)電性。最近，銀納米線或銀納米粒子被應(yīng)用于制造透明導(dǎo)電層，從而實現(xiàn)具有高導(dǎo)電性、高透明度、高柔性特性的透明導(dǎo)電層。然而，主要挑戰(zhàn)在于如何有效地利用銀納米線或銀納米粒子制造電極。已經(jīng)報道過一些用于制造導(dǎo)電透明薄膜的方法，例如，在“Very long Ag nanowire synthesis and its applicat1nin a highly transparent, conductive and flexible metal electrode touch panel，Nanoscale, 2012,4 (20)，6408-6414”中描述了使用特氟龍濾膜收集銀納米線以形成銀納米線網(wǎng)格層，然后再將該銀納米線網(wǎng)格層轉(zhuǎn)移到目標襯底上；在“Transferableself-welding silver nanowire network as high performance transparent flexibleelectrode，Nanotechnology, 2013，24 (33) ” 中描述了使用邁耶棒(Meyer rod)在懸浮有銀納米線的溶液的兩個正交方向上各涂布若干次，以在襯底上形成導(dǎo)電層。但這兩種方法都很耗時，并且需要后續(xù)的刻蝕工藝去除多余的金屬以形成電極圖案。而該刻蝕工藝如ITO的制造工藝一樣，導(dǎo)致原料利用率的降低及產(chǎn)生污染。使用噴墨打印技術(shù)制造納米粒子導(dǎo)電電極不需要刻蝕工藝，但面臨噴頭阻塞和低效率的挑戰(zhàn)。
[0004]因此，需要一種能夠提高原料利用率同時避免污染的改進的導(dǎo)電圖案的形成方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明的目的在于提出一種導(dǎo)電圖案的形成方法，該方法可以避免使用相關(guān)技術(shù)中采用刻蝕工藝以除去多余金屬而形成導(dǎo)電圖案的步驟，從而提高原料利用率同時避免污染。
[0006]根據(jù)本發(fā)明實施的一種導(dǎo)電圖案的形成方法，包括:提供襯底；在所述襯底的表面的預(yù)設(shè)形成所述導(dǎo)電圖案的部分形成親水區(qū)域，在所述襯底的表面的剩余部分形成疏水區(qū)域，其中所述親水區(qū)域具有與待形成的導(dǎo)電圖案一致的圖案；通過選擇性生長，在所述親水區(qū)域上形成導(dǎo)電納米線層或?qū)щ娂{米粒子層以形成所述導(dǎo)電圖案。
[0007]根據(jù)本發(fā)明實施例的導(dǎo)電圖案的形成方法，通過預(yù)形成具有導(dǎo)電圖案的親疏水復(fù)合表面，然后利用親水區(qū)域?qū)?dǎo)電納米線和納米粒子的吸附以及疏水區(qū)域?qū)?dǎo)電納米線和納米粒子的排斥的原理，使導(dǎo)電納米線或?qū)щ娂{米粒子自發(fā)生長在親疏水復(fù)合表面的親水區(qū)域而避開疏水區(qū)域，從而形成導(dǎo)電圖案。根據(jù)本發(fā)明實施例的導(dǎo)電圖案的形成方法，可以避免使用相關(guān)技術(shù)中采用刻蝕工藝以除去多余金屬而形成導(dǎo)電圖案的步驟，從而提高原料利用率同時避免污染。另外，該方法工藝簡單、易于操作、效率高，可以用于觸摸屏、太陽能電池等領(lǐng)域的大規(guī)模生產(chǎn)。
[0008]另外，根據(jù)本發(fā)明上述實施例的導(dǎo)電圖案的形成方法，還可以具有如下附加的技術(shù)特征:
[0009]在一些實施例中，在所述襯底的表面形成所述親水區(qū)域和所述疏水區(qū)域包括:在所述襯底的表面形成圖案化的光刻膠層，其中所述光刻膠層具有與所述待形成的導(dǎo)電圖案一致的圖案；在所述襯底的表面未被所述光刻膠層覆蓋的區(qū)域形成疏水分子層；去除所述光刻膠層；在所述襯底的表面的暴露區(qū)域形成親水分子層。
[0010]在一些實施例中，在所述襯底的表面形成所述親水區(qū)域和所述疏水區(qū)域包括:在所述襯底的表面形成親水分子層；在所述親水分子層上形成圖案化的光刻膠層，其中所述光刻膠層具有與所述待形成的導(dǎo)電圖案一致的圖案；去除所述襯底的表面未被所述光刻膠層覆蓋的區(qū)域的所述親水分子層；在所述襯底的表面的暴露區(qū)域形成疏水分子層；去除所述光刻膠層。
[0011 ] 在一些實施例中，在所述親水區(qū)域上形成所述導(dǎo)電納米線層或所述導(dǎo)電納米粒子層包括:將處理過的所述襯底浸入可合成導(dǎo)電納米線或?qū)щ娂{米粒子的溶液中，通過溶劑熱合成方法，在所述親水區(qū)域上生成所述導(dǎo)電納米線層或所述導(dǎo)電納米粒子層。通過將導(dǎo)電納米線或?qū)щ娂{米粒子的溶劑熱合成技術(shù)與親疏水復(fù)合表面上的導(dǎo)電納米線或?qū)щ娂{米粒子的選擇性生長相結(jié)合，實現(xiàn)一步成型形成導(dǎo)電圖案。
[0012]在一些實施例中，所述導(dǎo)電納米線層的材料包括銀納米線、銅納米線和金納米線中的一種或多種的組合。
[0013]在一些實施例中，所述導(dǎo)電納米粒子層的材料包括銀納米粒子、銅納米粒子和金納米粒子中的一種或多種的組合。
[0014]在一些實施例中，所述親水分子層的材料包括吸附導(dǎo)電納米線或?qū)щ娂{米粒子的有機化合物。
[0015]在一些實施例中，所述親水分子層的材料包括含巰基，氨基或羧基的硅烷。
[0016]在一些實施例中，所述親水分子層的材料包括(3-巰基丙基)三甲氧基硅烷。
[0017]在一些實施例中，所述疏水分子層的材料包括排斥導(dǎo)電納米線或?qū)щ娂{米粒子的有機化合物。
[0018]在一些實施例中，所述疏水分子層的材料包括氟硅烷。
[0019]在一些實施例中，所述襯底為透明的玻璃襯底或非透明的半導(dǎo)體襯底。
[0020]在一些實施例中，當所述襯底為透明的玻璃襯底時，所述導(dǎo)電圖案為由銀納米線或銀納米粒子制備的透明電極。
【附圖說明】
[0021]本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結(jié)合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0022]圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的導(dǎo)電圖案的形成方法的流程圖；
[0023]圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的在襯底上形成親疏水復(fù)合表面的流程圖；
[0024]圖3是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的在襯底上形成親疏水復(fù)合表面的流程圖；
[0025]圖4示出形成在玻璃襯底上的由銀納米線制造的條紋狀電極圖案以及形成玻璃襯底的親水區(qū)域上的銀納米線層的微觀形貌圖；
[0026]圖5示出形成在硅片上的由銀納米粒子制造的條紋狀電極圖案以及形成硅片的親水區(qū)域上的銀納米粒子層的微觀形貌圖。
【具體