[发明专利]一种柔性透明导电薄膜制备方法

说明书

现有的一些图形化工艺方法都存在一些问题，不能很好的满足要求。本申请提供了一种柔性透明导电薄膜制备方法，包括：(1)在柔性衬底上依次制备纳米线导电薄膜层及水溶性聚合物薄膜层；(2)通过电雾化水系溶剂在所述聚合物薄膜表面沉积微纳尺度水滴，利用聚合物的水溶性刻蚀出网格图案结构，刻蚀至导电纳米线层完全暴露形成网格化聚合物薄膜；(3)以所述网格化聚合物薄膜为掩膜层对纳米线导电薄膜层进行氧等离子体处理，并去除未被掩蔽的纳米线导电薄膜；(4)利用去离子水去除残留的聚合物薄膜，干燥，得到柔性透明导电薄膜。采用了电雾化工艺，制备聚合物层作为掩蔽层，并且在纳米线导电薄膜制备过程中起到掩膜保护的作用。

技术领域

本申请属于柔性电子器件领域，特别是涉及一种柔性透明导电薄膜制备方法。

背景技术

随着光电产业飞速发展，透明导电薄膜的应用领域不断的扩大，对其物理和化学性能进一步提出了更高要求。同时光电器件中集成的功能越来越多，其中，可穿戴设备、柔性显示、电子皮肤等柔性器件的出现对电极提出新的挑战，传统电极ITO越来越难以满足要求。首先，ITO本身的陶瓷脆性限制了其在柔性器件上的应用；其次，ITO薄膜需要进行高温处理工艺，而通常的柔性衬底难以满足要求；第三，复杂的高温工艺使得大面积ITO薄膜的成本居高不下。这些因素都迫使人们寻求新型的透明导电电极材料，以适应新型光电器件的发展。

在众多透明导电材料中，碳纳米管、银纳米线和石墨烯等一维和二维导电纳米材料具有导电性高、机械性能好、可规模制备和可溶液加工等特点，成为新型透明导电薄膜、锂离子电池电极和异形柔性电极等的关键基础材料。

近年来，由于可穿戴电子器件的迅速发展，以线状电极为代表的柔性电极成为重要的研究方向。纳米线可分为不同的类型，包括金属纳米线，半导体纳米线和绝缘体纳米线。但在电极材料/导电薄膜领域，我们比较常用的材料是纳米管、石墨烯、以及金属纳米线。它们均可以采用溶液涂布技术，实现大面积大规模的生产制造。如果想要将这些新型材料大规模应用于光电器件中，我们就必须对其实现图案化以及光电性能的提升。因此，积极研究纳米线网络的光电性能参数和图案化纳米线的工艺，对于加快柔性光电产业的发展具有重要的现实意义。然而，现有的一些图形化工艺方法都存在一些问题，比如成本高、操作复杂或者效果比较差等等，不能很好的满足要求。

发明内容

1.要解决的技术问题

基于现有的一些图形化工艺方法都存在一些问题，比如成本高、操作复杂或者效果比较差等等，不能很好的满足要求的问题，本申请提供了一种柔性透明导电薄膜制备方法。

2.技术方案

为了达到上述的目的，本申请提供了一种柔性透明导电薄膜制备方法，所述方法包括如下步骤：

(1)在柔性衬底上依次制备纳米线导电薄膜层及水溶性聚合物薄膜层；

(2)通过电雾化水系溶剂在所述聚合物薄膜表面沉积微纳尺度水滴，利用聚合物的水溶性刻蚀出网格图案结构，刻蚀至导电纳米线层完全暴露形成网格化聚合物薄膜；

(3)以所述网格化聚合物薄膜为掩膜层对纳米线导电薄膜层进行氧等离子体处理，并去除未被掩蔽的纳米线导电薄膜；

(4)利用去离子水去除残留的聚合物薄膜，干燥，得到柔性透明导电薄膜。

本申请提供的另一种实施方式为：所述步骤(3)中纳米线导电薄膜层为金属纳米线材料，所述金属纳米线未被掩蔽区域生成金属氧化物，然后采用酸系刻蚀液对基片进行湿法刻蚀，金属氧化物发生化学反应并溶解，未被保护层掩蔽的纳米线导电薄膜被刻蚀去除。

本申请提供的另一种实施方式为：所述步骤(3)中纳米线导电薄膜层为碳纳米管材料，所述碳纳米管被氧等离子体刻蚀去除。