[发明专利]一种图案化透明电极的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种图案化透明电极的制备方法。

背景技术

图案化透明电极在显示、照明、触摸控制、太阳能电池等领域广泛应用。目前，透明电极的材料主要包括通过磁控溅射到玻璃或者其他透明基质上的ITO薄膜、导电高分子涂层、金属纳米线、金属纳米颗粒与高分子的复合物、碳纳米管薄膜等。根据透明电极材料的不同，目前图案化透明电极的制备方法主要有以下几种：1、目前工业化程度最高的方法是，通过光刻蚀的方式在ITO玻璃上刻蚀图案，然而其过程复杂，涉及的工序繁琐，生产的自动化程度低。2、在专利号为02128497，申请日为2002-9-15的中科院兰州化学物理研究所的专利文献中，通过母版的形式制备图案化透明电极，该方法是通过电聚合的手段在预先图案化的单晶硅基底上引入图案化电极，实现了导电聚合物薄膜在硅片上的图案化及图案化聚苯胺薄膜的制备。此法虽然没有ITO玻璃刻蚀的繁琐工序，但因该法采用电聚合来固化图案，基底只能为n型、p型单晶硅衬底或ITO玻璃，基底的选择也有限，不适合用于透明电极的图案化的制备。3、在申请号为200510077515.2，申请日为2003-04-24的美国希毕克斯影像有限公司的专利文献中，通过预先在透明基质上形成掩膜以遮挡电极材料，从而在无遮挡区域形成图案的方式制备获得图案化透明电极。该方法克服了图案的可控性问题，但是需要在每个透明基质上预先印刷图案，掩膜的去除及工序的简便性也受到很大的影响。4、在申请号为200410042100.7，申请日为2004-05-09的日本精工爱普生株式会社的专利文献以及申请号为200580021956.9，申请日为2005-05-09的美国艾考斯公司的专利文献中，通过导电材料本身的组装特性制备获得图案化透明导电薄膜。该方法具有工序简便、成本低廉的特点，但导电材料的选择有限，仅具有自组装特性的导电材料才能形成图案化电极，同时所形成的图案也缺乏可控性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种新的简便可控的图案化透明电极的制备方法。

为解决以上技术问题，本发明采用的技术方案是：一种图案化透明电极的制备方法，包括以下步骤：(1)将导电纳米材料分散液在上设有负图案掩膜的多孔滤膜上进行沉积处理以获得附着在所述多孔滤膜上的图案化透明导电膜，所述导电纳米材料分散液的质量百分比组成为：导电纳米材料为0.01wt％～5wt％、分散剂为0.1wt％～20wt％，余量为水，所述分散剂为表面活性剂、有机酸、高分子多糖和DNA大分子中的任意一种或多种组合；

(2)移除位于所述图案化透明导电膜上方的掩膜，然后将多孔滤膜上的图案化透明导电膜转移贴附于透明基底上，再移除所述多孔滤膜即可制备得所需的图案化透明电极。

优选地，步骤(1)中所述的导电纳米材料分散液能够是碳纳米管分散液经离心后的上清液即碳纳米管单分散液，离心条件：离心速率1000rpm～10000rpm，时间10min～60min。

进一步优选地，所述碳纳米管为单壁碳纳米管、双壁碳纳米管和多壁碳纳米管中的任意一种或多种组合。

优选地，步骤(1)中所述导电纳米材料分散液能够是金属金、银、铜和铂中的任意一种或多种组合的纳米线，步骤(1)中所述的导电纳米材料分散液也能够是石墨烯和氧化石墨烯的任意一种或两种组合的单分散液。

优选地，步骤(2)中所述的多孔滤膜下方还设有能够过滤所述分散液中的水及分散剂的多孔砂芯平板。所述的多孔滤膜的孔径为20nm～1000nm，其材质为醋酸纤维素酯材质或尼龙聚酯材质。

优选地，步骤(2)中所述的透明基底为玻璃或PET、PC、PMMA、PSt的高分子透明薄膜。

步骤(2)具体为：采取真空抽滤或高压喷涂的方法使导电纳米材料分散液在覆盖有掩膜的多孔滤膜上沉积成导电膜，移除掩膜并将附着在多孔滤膜上的导电膜贴附于透明基底上，然后将多孔滤膜从透明基底上移除即得图案化透明电极。