顯微鏡(SEM)照片。
【具體實施方式】
[0032]下面結合附圖，通過實施例進一步描述本發(fā)明，但不以任何方式限制本發(fā)明的范圍。
[0033]實施例一:
[0034]首先，向玻璃基底上刮涂銀納米線的水分散液，制成銀納米線薄膜，作為待圖案化的電極。然后在其上通過旋轉涂布法制備商業(yè)光刻膠薄膜，并進行100°c的勻膠后烘處理，持續(xù)1.5分鐘，制成待曝光的電極。冷卻后將“PKU”形圖案的掩膜板覆蓋于其上，進行紫外曝光，持續(xù)2min，制成待顯影的電極。完成后將其浸入I %的NaOH水溶液中顯影10秒，并用清水沖洗，氮氣吹干，制成待刻蝕的電極。吹干后將其置入碘缸中密封，令其與氣態(tài)碘反應I分鐘，取出后將其在丙酮中洗去光刻膠，并用清水沖洗，氮氣吹干。圖2是使用徹底刻蝕方法圖案化的銀納米線樣品還未洗去刻蝕產(chǎn)物時的光學顯微鏡照片，“PKU”字樣內部為銀納米線，字樣外部為刻蝕產(chǎn)物，此時的銀納米線樣品中未被保護部分已經(jīng)完全與碘反應，從而不再導電，如圖3所示為銀納米線與氣態(tài)碘反應產(chǎn)物(即刻蝕產(chǎn)物)的掃描電子顯微鏡(SEM)照片。再將其浸入20%的端氨基聚醚異丙醇溶液中30秒以去除刻蝕產(chǎn)物，并用清水沖洗，氮氣吹干。完全洗去刻蝕產(chǎn)物和保護層，最終得到用徹底刻蝕方法圖案化的銀納米線樣品，圖4是使用徹底刻蝕方法圖案化的銀納米線樣品最終的光學顯微鏡照片，“PKU”字樣內部為銀納米線，字樣外部無銀納米線。
[0035]在上述過程中，只需更換為所設計形狀的掩膜板，就可以得到對應圖案的圖案化電極。
[0036]實施例二:
[0037]首先，向玻璃基底上旋涂銀納米線的異丙醇分散液，制成銀納米線薄膜，作為待圖案化的電極。然后在其上通過旋轉涂布法制備商業(yè)光刻膠薄膜，并進行100°c的勻膠后烘處理，持續(xù)1.5分鐘，制成待曝光的電極。冷卻后將掩膜板覆蓋于其上，進行紫外曝光，持續(xù)2min，制成待顯影的電極。完成后將其浸入I %的NaOH水溶液中顯影10秒，并用清水沖洗，氮氣吹干，制成待刻蝕的電極。后將其浸入1.2mg/mL的碘化甲胺(CH3NH3I)異丙醇溶液中刻蝕5分鐘，并用清水沖洗，氮氣吹干。吹干后將其在丙酮中洗去光刻膠，并用清水沖洗，氮氣吹干。最終得到用無影刻蝕方法圖案化的透明導電電極，參見圖5，其中可見未被保護部分的銀納米線已被部分切斷從而不再導電，而宏觀形貌幾乎不變。
[0038]實施例三:
[0039]首先，向玻璃基底上噴涂銀納米線的異丙醇分散液，制成銀納米線薄膜，作為待圖案化的電極。然后在其上通過旋轉涂布法制備商業(yè)光刻膠薄膜，并進行100°c的勻膠后烘處理，持續(xù)1.5min，制成待曝光的電極。冷卻后將網(wǎng)格狀圖案的掩膜板覆蓋于其上，進行紫外曝光，持續(xù)2min，制成待顯影的電極。完成后將其浸入1%的NaOH水溶液中顯影10秒，并用清水沖洗，氮氣吹干，制成待刻蝕的電極。后將其置入碘缸中密封，令其與氣態(tài)碘反應I分鐘，取出后將其在丙酮中洗去光刻膠，并用清水沖洗，氮氣吹干。再將其浸入20%的端氨基聚醚異丙醇溶液中30秒以去除刻蝕產(chǎn)物，并用清水沖洗，氮氣吹干。完全洗去刻蝕產(chǎn)物和保護層，最終得到徹底圖案化的新型透明導電電極，圖6是本實施例制備得到的網(wǎng)格狀圖案化銀納米線透明電極的掃描電子顯微鏡(SEM)照片。
[0040]需要注意的是，公布實施例的目的在于幫助進一步理解本發(fā)明，但是本領域的技術人員可以理解:在不脫離本發(fā)明及所附權利要求的精神和范圍內，各種替換和修改都是可能的。因此，本發(fā)明不應局限于實施例所公開的內容，本發(fā)明要求保護的范圍以權利要求書界定的范圍為準。
【主權項】
1.一種透明導電電極的圖案化刻蝕方法，依次包括如下步驟: 1.1將金屬薄膜、金屬網(wǎng)格薄膜或金屬納米線薄膜制備于透明基底之上，制成待圖案化的電極； 1.2在步驟1.1所述待圖案化電極之上制備圖案化的保護層，制成待刻蝕的電極； 1.3將步驟1.2所述待刻蝕電極置于鹵素單質的溶液、氣態(tài)鹵素單質或含氨基和鹵素基團的有機物的溶液中刻蝕；令沒有被保護層覆蓋的金屬或金屬納米線不再導電，制成待清洗的電極； 1.4若步驟1.3中使用了鹵素單質的溶液或氣態(tài)鹵素單質刻蝕電極，則先將步驟1.3所述待清洗的電極置于有機溶劑中去除保護層，再將其置于含氨基的有機物的溶液中去除刻蝕產(chǎn)物；若步驟1.3中使用了含氨基和鹵素基團的有機物的溶液刻蝕電極，則僅將步驟1.3所述待清洗的電極置于有機溶劑中去除保護層；完成圖案化刻蝕，制成圖案化透明導電電極。
2.如權利要求1所述圖案化刻蝕方法，其特征是，步驟1.1所述金屬薄膜為銀、銅和鎳中的一種或其中幾種的復合薄膜。
3.如權利要求1所述圖案化刻蝕方法，其特征是，步驟1.1所述金屬網(wǎng)格薄膜為銀網(wǎng)格、銅網(wǎng)格和鎳網(wǎng)格中的一種或其中幾種的復合網(wǎng)格薄膜。
4.如權利要求1所述圖案化刻蝕方法，其特征是，步驟1.1所述金屬納米線薄膜為銀納米線、銅納米線和镲納米線中的一種或其中幾種的復合納米線薄膜。
5.如權利要求1所述圖案化刻蝕方法，其特征是，步驟1.1所述透明基底為玻璃或透明塑料。
6.如權利要求1所述圖案化刻蝕方法，其特征是，步驟1.1所述金屬薄膜、金屬網(wǎng)格薄膜或金屬納米線薄膜具體是通過旋涂、噴涂、印刷、自組裝、氣相沉積、液相沉積或電鍍辦法制備于透明基底之上。
7.如權利要求1所述圖案化刻蝕方法，其特征是，步驟1.2所述在待圖案化電極之上制成待刻蝕的電極具體是通過光刻顯影、絲網(wǎng)印刷或印章轉印方法制備。
8.如權利要求1所述圖案化刻蝕方法，其特征是，步驟1.3所述將待刻蝕電極置于鹵素單質的溶液或氣態(tài)鹵素單質中刻蝕為徹底圖案化刻蝕方法；所述將待刻蝕電極置于含氨基和鹵素基團的有機物的溶液中刻蝕為無影圖案化方法。
9.利用權利要求1所述圖案化刻蝕方法對導電一維納米材料進行網(wǎng)格狀圖案化制備成的一種圖案化透明導電電極。
10.如權利要求9所述圖案化透明導電電極，其特征是，所述導電一維納米材料為金屬納米線或碳納米管。
【專利摘要】本發(fā)明公布一種透明導電電極的圖案化刻蝕方法和圖案化透明導電電極，包括步驟：制成待圖案化的電極；其上制備圖案化的保護層；置于刻蝕液或氣體中刻蝕；置于清洗液中清洗去掉刻蝕產(chǎn)物和保護層。用本發(fā)明方法對金屬納米線進行網(wǎng)格狀圖案化，制備成一種網(wǎng)格狀圖案化的透明導電電極。本發(fā)明通過氣體或較低濃度的刻蝕液對金屬或金屬納米線薄膜實現(xiàn)快速、低成本且安全低毒的化學刻蝕，既可徹底刻蝕，也能無影刻蝕，且安全低毒、刻蝕速度快，在實際應用中效果顯著。制成的網(wǎng)格狀圖案化透明導電電極綜合納米線和納米網(wǎng)格透明電極的優(yōu)點，在導電性損失極小的前提下大幅提高透明度，性能良好。
【IPC分類】B82Y30-00, H01B13-00, H01B5-14, B82Y40-00
【公開號】CN104575869
【申請?zhí)枴緾N201510013392
【發(fā)明人】朱瑞, 吳疆, 胡芹, 闕星陸, 龔旗煌
【申請人】北京大學
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2015年1月12日