定向纳米线材料形成方法和设备、导电结构形成方法技术

本发明专利技术提供一种定向纳米线材料形成方法和设备、导电结构形成方法，属于定向纳米线材料制备技术领域，其可解决现有的定向纳米线材料制备工艺不完善的问题。本发明专利技术的定向纳米线材料形成方法包括：使含纳米线的分散液在封闭环中形成液膜；沿第一方向扩展所述封闭环，使所述液膜随之沿第一方向扩展；沿第一方向收缩所述封闭环，使所述液膜随之沿第一方向收缩；将收缩后的所述液膜转移到基底上；使所述液膜固化，在基底上形成定向纳米线材料。

【技术实现步骤摘要】
定向纳米线材料形成方法和设备、导电结构形成方法
本专利技术属于定向纳米线材料制备
，具体涉及一种定向纳米线材料形成方法和设备、导电结构形成方法。
技术介绍
纳米材料是指在至少一个维度上尺寸处于纳米量级的材料，由于小尺寸下的界面效应、量子尺寸效应等，故纳米材料具有许多特殊的性质，获得了越来越广泛的应用。纳米线是纳米材料的一种，其是指径向尺寸处于纳米量级而长度尺寸远大于径向尺寸的线材。对于导电纳米线(如银纳米线)，其一种重要用途是制造电极、引线等(如阵列基板的栅极)。显然，为获得更好的导电性，故在导电纳米线材料的电极中，纳米线应当是定向的，即其应当基本沿电流传输方向分布。现有的形成定向纳米线材料的方法包括模板法、电磁场辅助生长法、浸涂法、LB法(Langmuir-Blodgett法)等，但这些方法都不完善，均存在一定缺陷，例如工艺条件要求高，适用范围受限，不能制造大尺寸结构，所得产品定向性不好等。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题包括，针对现有定向纳米线材料制备工艺不完善的问题，提供一种简单易行，可形成大尺寸产品，产品定向性好的定向纳米线材料形成方法和设备、导电结构形成方法。解决本专利技术技术问题所采用的技术方案是一种定向纳米线材料形成方法，其包括：使含纳米线的分散液在封闭环中形成液膜；沿第一方向扩展所述封闭环，使所述液膜随之沿第一方向扩展；沿第一方向收缩所述封闭环，使所述液膜随之沿第一方向收缩；将收缩后的所述液膜转移到基底上；使所述液膜固化，在基底上形成定向纳米线材料。解决本专利技术技术问题所采用的技术方案是一种导电结构形成方法，其包括：S1、使含导电纳米线的分散液在封闭环中形成液膜；S2、沿第一方向扩展所述封闭环，使所述液膜随之沿第一方向扩展；S3、沿第一方向收缩所述封闭环，使所述液膜随之沿第一方向收缩；S4、将所述液膜转移到基底上；S5、使所述液膜固化，在基底上形成由定向导电纳米线材料构成的第一导电膜；S6、通过构图工艺用所述第一导电膜形成导电结构。优选的是，所述导电纳米线包括银纳米线、金纳米线、铜纳米线、碳纳米管中的任意一种或多种。优选的是，所述导电纳米线的直径在10～200nm，长径比大于等于100。优选的是，所述分散液包括增稠剂、表面活性剂、去离子水；所述分散液的粘度在10～100厘泊。优选的是，所述导电纳米线在分散液中的质量百分含量在0.1～5.0％。优选的是，所述封闭环由两个支撑单元和两个移动单元围成，其中，两支撑单元间隔设置且平行于所述第一方向；两移动单元间隔设置且垂直于所述第一方向，至少一个所述移动单元能沿第一方向运动。优选的是，所述步骤S2和步骤S3中，环境温度为25～30℃，环境湿度为70～90％，扩展速度和收缩速度在3～5米/分钟。优选的是，所述液膜在被收缩后在第一方向上的尺寸为其扩展后在第一方向上的最大尺寸的1/6至1/2。优选的是，所述步骤S4包括：移动所述基底，使其表面与所述液膜接触，从而将所述液膜转移至基底上。优选的是，所述步骤S5包括：通过加热使所述液膜固化，所述加热包括：在50～70℃的温度下加热80～100秒，之后在130～150℃的温度下加热80～100秒。优选的是，所述步骤S6包括：在13秒内，以1000转/分钟的转速在基底上旋涂光刻胶；以100摄氏度的温度下预烘130秒；以27J/cm2的能量对光刻胶进行曝光；在130摄氏度的温度下后烘170秒；在25摄氏度的温度下于显影液中显影30秒；在30摄氏度的温度和一个标准大气压的环境中，于刻蚀液内刻蚀30秒；在65摄氏度的温度下于剥离液中剥离140秒，除去剩余的光刻胶，得到所述导电结构。优选的是，在所述步骤S5和S6之间，还包括：重复步骤S1至步骤S5，在基底上形成由定向导电纳米线材料构成的附加导电膜，所述附加导电膜与第一导电膜位置重叠，且二者中导电纳米线的定向方向不同。优选的是，所述液膜在垂直于第一方向的方向上的尺寸在10～400毫米；所述液膜在被扩展前沿第一方向上的尺寸小于等于0.3毫米；所述液膜在被扩展后和被收缩前沿第一方向上的尺寸在60～1000毫米；所述液膜在被收缩后沿第一方向上的尺寸在10～300毫米。优选的是，所述导电结构包括触控电极、栅极、像素电极、源极、漏极中的任意一种或多种。解决本专利技术技术问题所采用的技术方案是一种定向纳米线材料形成设备，其包括：用于使含纳米线的分散液在其中形成液膜的封闭环，所述封闭环能沿第一方向扩展和收缩。优选的是，所述定向纳米线材料形成设备还包括：驱动单元，用于驱动所述封闭环移动。优选的是，所述封闭环由两个支撑单元和两个移动单元围成，其中，两支撑单元间隔设置且平行于所述第一方向；两移动单元间隔设置且垂直于所述第一方向，至少一个所述移动单元能沿第一方向运动。进一步优选的是，在至少一个移动单元与另一移动单元相对侧设有狭缝，该狭缝通过移动单元内部的管道与所述移动单元上的注入孔相连。根据本专利技术的定向纳米线材料制备工艺，其在液膜扩展和收缩过程中可使纳米线获得良好的定向(垂直于第一方向的定向)，从而提升材料性能；同时，该方法所需的设备和工艺条件等简单，易于实现，可形成大尺寸的产品，产品定向性好。附图说明图1为本专利技术的实施例2的导电结构形成方法中向封闭环中施加分散液的示意图；图2为本专利技术的实施例2的导电结构形成方法中分散液在封闭环中形成液膜的示意图；图3为本专利技术的实施例2的导电结构形成方法中扩展液膜的示意图；图4为本专利技术的实施例2的导电结构形成方法中收缩液膜的示意图；图5为本专利技术的实施例2的导电结构形成方法中将液膜转移至基底上的示意图；图6为本专利技术的实施例2的方法形成的定向银纳米线材料电极的扫描电镜图像；图7为未定向的银纳米线材料电极的扫描电镜图像；图8为定向和未定向的银纳米线材料电极的方阻对比图；图9为定向和未定向的银纳米线材料电极沿定向银纳米线方向的电阻对比图；其中，附图标记为：11、支撑单元；12、移动单元；3、分散液；31、液膜；4、导电纳米线；9、基底。具体实施方式为使本领域技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细描述。实施例1：本实施例提供一种定向纳米线材料形成方法，其包括：S101、使含纳米线的分散液在封闭环中形成液膜。S102、沿第一方向扩展封闭环，使液膜随之沿第一方向扩展。S103、沿第一方向收缩封闭环，使液膜随之沿第一方向收缩。S104、将收缩后的液膜转移到基底上。S105、使液膜固化，在基底上形成定向纳米线材料。其中，本实施例的方法优选用与形成定向导电纳米线材料的导电膜层，但应当理解，其也可以用于形成任何其他定向纳米线材料(例如用于光学器件、电磁器件中的定向纳米线材料)。根据本实施例的定向纳米线材料制备工艺，其在液膜扩展和收缩过程中可使纳米线获得良好的定向(垂直于第一方向的定向)，从而提升材料性能；同时，该方法所需的设备和工艺条件等简单，易于实现，可形成大尺寸的产品，产品定向性好。实施例2：本实施例提供一种导电结构形成方法，其包括：S201、制备含导电纳米线4的分散液3。也就是说，将导电纳米线4加入分散液3中，从而形成导电纳米线4均匀、稳定的分布在分散液3中的混合液体。其中，导电纳米线4是具有导电性质的纳米线，其可由任本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种定向纳米线材料形成方法，其特征在于，包括：使含纳米线的分散液在封闭环中形成液膜；沿第一方向扩展所述封闭环，使所述液膜随之沿第一方向扩展；沿第一方向收缩所述封闭环，使所述液膜随之沿第一方向收缩；将收缩后的所述液膜转移到基底上；使所述液膜固化，在基底上形成定向纳米线材料。

【技术特征摘要】
1.一种定向纳米线材料形成方法，其特征在于，包括：使含纳米线的分散液在封闭环中形成液膜；沿第一方向扩展所述封闭环，使所述液膜随之沿第一方向扩展；沿第一方向收缩所述封闭环，使所述液膜随之沿第一方向收缩；将收缩后的所述液膜转移到基底上；使所述液膜固化，在基底上形成定向纳米线材料；其中，所述分散液包括增稠剂、表面活性剂、去离子水；所述分散液的粘度在10～100厘泊。2.一种导电结构形成方法，其特征在于，包括：S1、使含导电纳米线的分散液在封闭环中形成液膜；S2、沿第一方向扩展所述封闭环，使所述液膜随之沿第一方向扩展；S3、沿第一方向收缩所述封闭环，使所述液膜随之沿第一方向收缩；S4、将所述液膜转移到基底上；S5、使所述液膜固化，在基底上形成由定向导电纳米线材料构成的第一导电膜；S6、通过构图工艺用所述第一导电膜形成导电结构；其中，所述分散液包括增稠剂、表面活性剂、去离子水；所述分散液的粘度在10～100厘泊。3.根据权利要求2所述的导电结构形成方法，其特征在于，所述导电纳米线包括银纳米线、金纳米线、铜纳米线、碳纳米管中的任意一种或多种。4.根据权利要求2所述的导电结构形成方法，其特征在于，所述导电纳米线的直径在10～200nm，长径比大于等于100。5.根据权利要求2所述的导电结构形成方法，其特征在于，所述导电纳米线在分散液中的质量百分含量在0.1～5.0％。6.根据权利要求2所述的导电结构形成方法，其特征在于，所述封闭环由两个支撑单元和两个移动单元围成，其中，两支撑单元间隔设置且平行于所述第一方向；两移动单元间隔设置且垂直于所述第一方向，至少一个所述移动单元能沿第一方向运动。7.根据权利要求2所述的导电结构形成方法，其特征在于，所述步骤S2和步骤S3中，环境温度为25～30℃，环境湿度为70～90％，扩展速度和收缩速度在3～5米/分钟。8.根据权利要求2所述的导电...

【专利技术属性】
技术研发人员：王瑞勇，白峰，赵一鸣，任涛，刘震，
申请(专利权)人：京东方科技集团股份有限公司，北京京东方光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11