本发明专利技术公开了一种高精度可图案化的微纳银纳米线透明电极的制备方法，包括(S1)对玻璃衬底清洗后进行干燥处理；(S2)将玻璃衬底预处理；(S3)在玻璃衬底上喷涂银纳米线溶液；(S4)在银纳米线导电薄膜上旋涂光刻胶，并进行预退火处理；(S5)利用光刻掩膜版辅助，曝光光刻胶薄膜；(S6)将玻璃基板浸入显影液中显影；(S7)采用物理洗刷方式将暴露在光刻胶外的银纳米线完全去除；(S8)将玻璃基板上残留的光刻胶完全去除；(S9)对玻璃基板进行干燥处理；(S10)将聚乙烯醇溶液浇灌在玻璃基板上覆盖整个电极图案，等待晾干后，揭起PVA薄膜，获得微纳银纳米线透明电极。本发明专利技术解决了金属刻蚀时间长和刻蚀不完全导致的导电沟道边缘粗糙的问题。刻蚀不完全导致的导电沟道边缘粗糙的问题。刻蚀不完全导致的导电沟道边缘粗糙的问题。
【技术实现步骤摘要】
一种高精度可图案化的微纳银纳米线透明电极的制备方法
[0001]本专利技术属于柔性透明电极
，具体地讲，是涉及一种高精度可图案化的微纳银纳米线透明电极的制备方法。
技术介绍
[0002]柔性透明电极已广泛应用于各种柔性电子器件中，如可穿戴电子器件、可变形接触界面、柔性集成电路、电子皮肤、生物医学传感器等。高性能柔性透明电极应具有高光学透过率，低电阻以及稳定的机械性能。氧化铟锡(ITO)作为透明电极在学术界和工业界都有广泛的应用。然而，由于ITO的固有刚度(1％应变后断裂)和物理气相沉积的高成本，ITO不能满足柔性器件的要求。因此，新型替代材料金属纳米线近年来引起了人们的广泛关注，其中，银纳米线(Ag
‑
NWs)具有高光学透过率、高导电性和良好的机械柔韧性，是制备透明柔性电极的理想材料。
[0003]然而，银纳米线柔性透明电极的微图形化加工仍然具有挑战性，限制了其在集成微传感器阵列和生物电子中的应用。目前的银纳米线柔性透明电极的微图形化加工技术成本高，环境不友好，金属刻蚀时间长，尤其当导电沟道宽度降低至50微米以下时，沟道边缘会出现由于刻蚀不完全而导致的粗糙毛刺，极易造成电极短路。另外，由于银纳米线与常见柔性基底如PDMS的接触特性较差，现有技术制备的微纳银纳米线透明电极在导电性和机械性能方面都有待提高。因此如何解决现有技术中存在的问题是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于提供一种高精度可图案化的微纳银纳米线透明电极的制备方法，主要解决现有技术中存在的银纳米线柔性透明电极的微图形化加工中金属刻蚀时间长和刻蚀不完全导致的导电沟道边缘粗糙的问题。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0006]一种高精度可图案化的微纳银纳米线透明电极的制备方法，包括如下步骤：
[0007](S1)对玻璃衬底清洗后进行干燥处理；
[0008](S2)将干燥后的玻璃衬底预处理；
[0009](S3)在玻璃衬底上喷涂银纳米线溶液；
[0010](S4)在银纳米线导电薄膜上旋涂光刻胶，并进行预退火处理；
[0011](S5)利用光刻掩膜版辅助，曝光光刻胶薄膜；
[0012](S6)将曝光后的玻璃基板浸入显影液中显影；
[0013](S7)采用物理洗刷方式将暴露在光刻胶外的银纳米线完全去除；
[0014](S8)将玻璃基板上残留的光刻胶完全去除；
[0015](S9)对玻璃基板进行干燥处理；
[0016](S10)将聚乙烯醇溶液浇灌在玻璃基板上覆盖整个电极图案，等待晾干后，揭起
PVA薄膜，获得微纳银纳米线透明电极。
[0017]进一步地，所述步骤(S1)中对玻璃衬底清洗是依次采用去离子水、乙醇溶液和丙酮溶液对玻璃衬底进行超声清洗。
[0018]进一步地，所述步骤(S2)中预处理方法为采用O2 Plasma对玻璃衬底进行10
‑
15min的预处理。
[0019]进一步地，所述步骤(S3)中银纳米线溶液的浓度满足2
‑
5mg/ml，银纳米线长度约满足20
‑
30μm，同时直径满足20
‑
30nm。
[0020]进一步地，所述步骤(S4)中的旋涂方式为前级500rpm，时间10s，后级3000rpm，时间30s，其中，预退火时间为5min。
[0021]进一步地，所述步骤(S5)中曝光时间满足20
‑
30s。
[0022]进一步地，所述步骤(S6)中，显影液按照AZ 400K∶水＝1∶4的比例配置而成，其中，显影时间满足20
‑
30s。
[0023]进一步地，所述步骤(S7)中物理洗刷方式为利用尼龙长杆排刷对玻璃基板进行反复刷洗，将银纳米线完全去除。
[0024]进一步地，所述步骤(S8)中去除残留的光刻胶的方法是将玻璃基板浸入丙酮溶液中，去除残留的光刻胶。
[0025]具体地，所述步骤(S10)中聚乙烯醇溶液浓度满足8
‑
10wt.％。
[0026]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0027](1)本专利技术通过电极转印的方式，将银纳米线溶液喷涂在玻璃衬底上，通过在需要的银纳米线薄膜上旋涂光刻胶，然后通过显影液进行显影以此得到需要的银纳米线图案，并通过尼龙长杆排刷反复刷洗去除多余的银纳米线，最后通过去除残留的光刻胶后得到需要的成品。通过上述方法实现高精度微纳电极的制备，解决了刻蚀不完全导致的导电沟道边缘粗糙的问题，同时由于使用尼龙长杆排刷物理刷洗的方法，替代了金属腐蚀液刻蚀的步骤，节约了制备时间和成本，避免了产生多余刻蚀废液对环境的污染。
[0028](2)本专利技术利用聚乙烯醇揭取银纳米线图案，极大地保证了所制备柔性电极的机械性能，从而有效地提升了电极的机械性能。
附图说明
[0029]图1为本专利技术的流程图。
[0030]图2为本专利技术制备银纳米线透明电极可见波段透过率示意图。
[0031]图3为本专利技术制备银纳米线透明电极在多次弯折情况下机械性能测试示意图。
[0032]图4(a)为本专利技术微纳银纳米线电极制备工艺下的银纳米线电极边缘粗糙度示意图。
[0033]图4(b)为采用蜡模辅助过滤法1下的银纳米线电极边缘粗糙度示意图。
[0034]图4(c)为采用丝网印刷法2下的银纳米线电极边缘粗糙度示意图。
具体实施方式
[0035]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明，本专利技术的实施方式包括但不限于下列实施例。
[0036]实施例
[0037]本专利技术提供了一种高精度可图案化的微纳银纳米线透明电极的制备方法，旨在以最佳的制备工艺使电极具有良好的导电性和机械性能。电极的具体制备工艺流程如下，如图1所示：
[0038](S1)中对玻璃衬底清洗是依次采用去离子水、乙醇溶液和丙酮溶液对玻璃衬底进行超声清洗；
[0039](S2)将干燥后的玻璃衬底进行O
2 Plasma预处理10
‑
15min；
[0040](S3)在玻璃衬底上喷涂银纳米线溶液的浓度满足2
‑
5mg/ml，银纳米线长度约满足20
‑
30μm，同时直径满足20
‑
30nm的溶液，喷涂采用气压满足15
‑
30PSI的喷漆气枪；
[0041](S4)在银纳米线导电薄膜上旋涂光刻胶AZ 4620，并且AZ 4620旋涂方式为前级500rpm，时间10s，后级3000rpm，时间30s，并在加热台上进行预退火处理5min；
[0042](S5)利用光刻掩膜版辅助，曝光光刻胶薄膜，时间满足20
‑
30s最佳，从而避免过曝；
[0043](S6)将曝光后的玻璃基板浸入AZ本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种高精度可图案化的微纳银纳米线透明电极的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(S1)对玻璃衬底清洗后进行干燥处理；(S2)将干燥后的玻璃衬底预处理；(S3)在玻璃衬底上喷涂银纳米线溶液；(S4)在银纳米线导电薄膜上旋涂光刻胶，并进行预退火处理；(S5)利用光刻掩膜版辅助，曝光光刻胶薄膜；(S6)将曝光后的玻璃基板浸入显影液中显影；(S7)采用物理洗刷方式将暴露在光刻胶外的银纳米线完全去除；(S8)将玻璃基板上残留的光刻胶完全去除；(S9)对玻璃基板进行干燥处理；(S10)将聚乙烯醇溶液浇灌在玻璃基板上覆盖整个电极图案，等待晾干后，揭起PVA薄膜，获得微纳银纳米线透明电极。2.根据权利要求1所述的一种高精度可图案化的微纳银纳米线透明电极的制备方法，其特征在于，所述步骤(S1)中对玻璃衬底清洗是依次采用去离子水、乙醇溶液和丙酮溶液对玻璃衬底进行超声清洗。3.根据权利要求1所述的一种高精度可图案化的微纳银纳米线透明电极的制备方法，其特征在于，所述步骤(S2)中预处理方法为采用O2 Plasma对玻璃衬底进行10
‑
15min的预处理。4.根据权利要求1所述的一种高精度可图案化的微纳银纳米线透明电极的制备方法，其特征在于，所述步骤(S3)中银纳米线溶液的浓度满足2
‑
5mg/ml，银纳米线长度约满足20
‑
...
【专利技术属性】
技术研发人员：于欣格，高瞻，
申请(专利权)人：香港城市大学成都研究院，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。