本发明专利技术公开了一种具有微结构的柔性热释电敏感薄膜的制备方法,首先配置热释电聚合物溶液;再将所述溶液第一次流延至流延板上,溶剂挥发后形成薄膜;接着采用丝网印刷法在所述薄膜上将所述溶液进行第二次流延,溶剂挥发后形成薄膜微结构;最后取下丝网印刷网板,得到具有微结构的柔性热释电敏感薄膜;本发明专利技术的制备方法操作简单,对环境要求低,两次流延成膜的过程中均不需要加高温,不会产生退极化现象。 1
A preparation method of flexible thermo sensitive thin films with microstructures
The invention discloses a preparation method of a flexible thermoluminescence sensitive film with a microstructure. First, a thermoluminescence polymer solution is configured, and then the solution is first extended to the casting plate, and the solvent is evaporated to form a film; then the solution is carried out second times by the screen printing method. After volatilization, the thin film microstructures are formed. Finally, the screen printing plate is taken to obtain a flexible thermoluminescence sensitive film with micro structure. The preparation method of the invention is simple, low environmental requirements, no high temperature need to be added to the two casting process, and the phenomenon of depolarization will not be produced. One
【技术实现步骤摘要】
一种具有微结构的柔性热释电敏感薄膜的制备方法
本专利技术涉及红外传感器
,具体涉及一种具有微结构的柔性热释电敏感薄膜的制备方法。
技术介绍
电子元器件柔性化是未来电子技术发展的一大趋势,特别是对新兴的智能硬件产业,以柔性屏幕、柔性印刷电路板为代表的柔性电子元器件,已经解放了我们对产品形态的想象力,颠覆了现有产品的形态和体验方式。对于红外传感器领域,柔性红外传感器也是重要的发展趋势。目前的柔性红外传感器主要是基于压电聚合物的柔性热释电红外传感器。红外辐射是波长介于可见光与微波之间的电磁波,人眼察觉不到。红外传感器是将待测目标的红外辐射信号转变成电信号输出,从而实现对目标的探测。基于不同的探测机理,目前广泛应用的红外传感器有热释电、热敏电阻、热电堆、高来电池、光电导、光伏等多种类型。其中基于热释电效应的热释电红外传感器具有成本低、处理电路简单、响应速度快、探测光谱范围宽等优点,是红外传感器的一个重要组成部分。对于热释电红外传感器,为了增强传感器的响应,除了制备吸收层之外,使敏感材料表面具有适当的微结构(如沟槽、网孔等)也是一个重要途径,因为微结构边界处会产生大的温度变化,从而有助于提高输出信号电流。对于基于压电陶瓷或晶体的刚性热释电红外传感器,敏感材料表面微结构一般是采用光刻、刻蚀等半导体微加工技术加工而成。同样,为增强柔性热释电红外传感器的响应,使敏感材料表面具有适当微结构是一个好的选择。但是以上提及的微加工技术对于柔性热释电红外传感器却不适合,因为压电聚合物在温度较高时容易发生退极化从而大大降低其性能,如PVDF在80℃就极易发生退极化,而微加工过程最低温度为光刻胶烘焙温度约110℃。因此前述传统的微加工工艺不适用于柔性热释电红外传感器敏感材料表面微结构的制备。
技术实现思路
本专利技术的目的在于:提供一种具有微结构的柔性热释电敏感薄膜的制备方法,解决了目前采用传统微加工技术在柔性热释电红外传感器的敏感材料表面制备微结构,由于加工温度高使敏感材料发生退极化现象的技术问题。本专利技术采用的技术方案如下:一种具有微结构的柔性热释电敏感薄膜的制备方法,包括以下步骤:步骤1:配置热释电聚合物溶液;步骤2:将所述溶液第一次流延至流延板上,溶剂挥发后形成薄膜;步骤3:采用丝网印刷法在所述薄膜上将所述溶液进行第二次流延,溶剂挥发后形成薄膜微结构;步骤4:取下丝网印刷网板,得到具有微结构的柔性热释电敏感薄膜。进一步的,所述步骤1中,所述热释电聚合物溶液的质量百分数为4wt%-30wt%。进一步的,所述步骤2的薄膜和步骤3的薄膜微结构的厚度为10μm-100μm。进一步的,所述步骤3中丝网印刷法的具体内容步骤为:S301:将丝网印刷网板下表面紧贴薄膜上表面;S302:将所述溶液第二次流延在所述丝网印刷网板上表面;S303:使用刮胶刀将第二次流延的溶液压入所述丝网印刷网板镂空区域,完成丝网印刷。综上所述,由于采用了上述技术方案,本专利技术的有益效果是:1.本专利技术的制备方法操作简单,对环境要求低,两次流延成膜的过程中均不需要加高温,不会产生退极化现象。2.可以根据需要设计网板和模具,调整聚合物溶液浓度,以制备不同的微结构和控制厚度。3.本专利技术中两次流延所用溶液及溶质相同,两次流延所形成的薄膜在界面处无限互溶,最终得到真正一体化的,具有微结构的柔性热释电敏感薄膜。由于在敏感薄膜微结构边界处存在温度梯度,增加了薄膜内部热流分量,提高了温度变化率,最终提升了器件热释电响应信号。附图说明本专利技术将通过例子并参照附图的方式说明,其中:图1是本专利技术第一次流延成膜示意图;图2是本专利技术丝网印刷网板(沟槽图案)装置结构示意图;图3是本专利技术最终得到的具有沟槽微结构的柔性热释电敏感薄膜示意图;图4本专利技术所需丝网印刷网板(网孔图案)装置结构示意图;图5是本专利技术最终得到的具有矩形坑微结构的柔性热释电敏感薄膜示意图;图中标记:1-流延板,2-恒温加热台,3-薄膜,4-丝网印刷网板(沟槽图案),6-丝网印刷网板(网孔图案),7-薄膜微结构(沟槽结构),8-薄膜微结构(矩形坑结构)。具体实施方式本说明书中公开的所有特征,或公开的所有方法或过程中的步骤,除了互相排斥的特征和/或步骤以外,均可以以任何方式组合。下面结合附图对本专利技术作详细说明。一种具有微结构的柔性热释电敏感薄膜的制备方法,包括以下步骤:步骤1:配置热释电聚合物溶液;步骤2:将所述溶液第一次流延至流延板1上,溶剂挥发后形成薄膜3;步骤3:采用丝网印刷法在所述薄膜3上将所述溶液进行第二次流延,溶剂挥发后形成薄膜微结构7;步骤4:取下丝网印刷网板4,得到具有微结构的柔性热释电敏感薄膜。所述步骤1中,所述热释电聚合物溶液的质量百分数为4wt%-30wt%。所述步骤2的薄膜3和步骤3的薄膜微结构7的厚度为10μm-100μm。所述步骤3中丝网印刷法的具体内容步骤为:将丝网印刷网板4下表面紧贴薄膜3上表面;将所述溶液第二次流延在所述丝网印刷网板4上表面;使用刮胶刀将第二次流延的溶液压入所述丝网印刷网板4镂空区域,完成丝网印刷。具体实施例1步骤1:配置热释电聚合物溶液将热释电聚合物粉体或颗粒溶入溶剂中,水浴加热搅拌2小时至12小时,获得浓度百分比为4wt%-30wt%的热释电聚合物溶液。步骤2:装置准备装置由流延板1、恒温加热台2、丝网印刷网板4、胶刮刀组成,其中流延板1、丝网印刷网板4、胶刮刀需在1∶1配比的丙酮和酒精混合溶液中水域超声处理15min,以保证其洁净。步骤3:制备具有微结构的柔性热释电敏感薄膜3根据需要选择热释电聚合物材料种类以及溶剂种类,根据需要配置热释电聚合物溶液的浓度,向流延板1中心位置流延热释电聚合物溶液,将流延板1放置在恒温加热台2上,调节温度控制在50℃至60℃之间烘干溶剂完成第一次流延成膜,得到薄膜3;将丝网印刷网板4的下表面紧贴所述薄膜3,在丝网印刷网板4的上表面使用所述热释电聚合物溶液进行第二次流延,使用胶刮刀将第二次流延的溶液压入丝网印刷网板4镂空区域,将恒温加热台2温度控制在50℃至60℃之间烘干溶剂完成第二次流延成膜,得到薄膜微结构7;取下流延板1、胶刮刀,完成制备过程,获得具有微结构的柔性热释电敏感薄膜。具体实施例2步骤1:配置热释电聚合物溶液,将PVDF(聚偏氟乙烯)粉末溶解于2-甲基吡咯烷酮(NMP)溶剂中,溶质与溶剂的质量比为20∶80,70℃水浴加热并磁力搅拌12小时,使PVDF溶解均匀。步骤2:放置一块流延板1,将热释电聚合物溶液流延在流延板1上,置于60℃的恒温加热台2上,调节恒温加热台2至水平,使溶剂挥发,完成第一次流延成膜,得到厚度为10μm的薄膜3(如图1所示)。步骤3:将丝网印刷网板4(沟槽图案,沟槽宽度与沟槽间隔均为300μm)下表面紧贴薄膜3(如图2所示),将热释电聚合物溶液1在丝网印刷网板4上表面进行流延,使用胶刮刀将第二次流延的溶液压入丝网印刷网板4镂空区域,得到薄膜微结构7,完成丝网印刷;将恒温加热台2控制在60℃,使溶剂充分挥发,第二次流延成膜所得薄膜微结构7的厚度为10μm,取下丝网印刷网板4后最终获得具有沟槽微结构的柔性热释电敏感薄膜(如图3所示)。实施例3步骤1:配置热释电聚合物溶液,将PVDF(聚偏氟乙烯)粉末溶解于二甲基甲酰胺本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种具有微结构的柔性热释电敏感薄膜的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:
【技术特征摘要】
1.一种具有微结构的柔性热释电敏感薄膜的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:步骤1:配置热释电聚合物溶液;步骤2:将所述溶液第一次流延至流延板(1)上,溶剂挥发后形成薄膜(3);步骤3:采用丝网印刷法在所述薄膜(3)上将所述溶液进行第二次流延,溶剂挥发后形成薄膜微结构(7);步骤4:取下丝网印刷法中使用的丝网印刷网板(4),得到具有微结构的柔性热释电敏感薄膜。2.根据权利要求1所述的一种具有微结构的柔性热释电敏感薄膜的制备方法,其特征在于:所述步骤1中,所述热释电聚合物溶液的浓度百分比为4wt%-...
【专利技术属性】
技术研发人员:黎威志,李航,张天,高若尧,太惠玲,苏元捷,于贺,
申请(专利权)人:电子科技大学,
类型:发明
国别省市:四川,51
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