包括垂直排列的纳米线的各向异性、透明、导电且柔性的薄膜结构体及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明的发明构思涉及薄膜，且特别地，涉及各向异性、透明、导电且柔性的薄膜结构体及其制备方法。
【背景技术】
[0002]具有光学透射性和导电性的透明电极被用于平板显示器件或发光二极管(LED)器件。形成用于形成这样的透明电极的薄膜的方法已被研宄且已是商业上可得到的。例如，通过在玻璃基底上沉积氧化铟锡(ITO)而形成的透明电极具有比当使用常规的金属氧化物时高的导电性，且因此，它们已经是商业上可得到的用作透明、导电的薄膜电极。
[0003]然而，根据这样的商业上可得到的方法制造的氧化铟锡(ITO)需要在高温下沉积。高温沉积和对于铟的需要导致高的制造成本。而且，由于其脆性，难以实施柔性电子器件和选择多种材料以实施光电子器件。
[0004]一直在努力使用辊对辊方法以低的成本和以大的量制造柔性显示器。为此，需要柔性电极。另外，需要透明电极具有各向异性和导电性质以适合于小间距(fine pitch)。
【发明内容】
[0005]技术问题
[0006]本发明构思提供具有各向异性、透明、导电和柔性性质的薄膜结构体。
[0007]本发明构思还提供制备具有各向异性、透明、导电和柔性性质的薄膜结构体的方法。
[0008]然而，这些目标仅是实例，且本发明构思不限于此。
[0009]技术方案
[0010]根据本发明的一个方面，提供制备薄膜结构体的方法，其中所述方法包括:提供生长基底；通过使用避雷针效应在生长基底上生长银纳米线；通过使用聚合物将银纳米线模塑(制模)；和通过如下形成独立式的(自立式的)各向异性、透明、导电且柔性的薄膜:将通过聚合物模塑的银纳米线从生长基底分离。
[0011]在本发明的一些实施方式中，通过使用聚合物将银纳米线模塑可包括:通过旋涂将包括所述聚合物的聚合物溶液喷射在银纳米线上以将银纳米线的至少一部分浸渍在聚合物溶液中；通过将聚合物溶液硬化以容许聚合物将银纳米线模塑而形成模塑结构体；和将模塑结构体冷却。
[0012]在本发明的一些实施方式中，聚合物可包括聚乙烯醇(PVA)，和聚合物可以5重量％ -15重量％的范围存在于聚合物溶液中。
[0013]在本发明的一些实施方式中，通过将聚合物溶液硬化以容许聚合物将银纳米线模塑而形成模塑结构体在20°C _100°C的温度下进行。
[0014]在本发明的一些实施方式中，所述方法可进一步包括，在形成独立式的各向异性、透明、导电且柔性的薄膜之后，通过将独立式的各向异性、透明、导电且柔性的薄膜附着在支撑基底上而形成薄膜结构体。
[0015]在本发明的一些实施方式中，在通过将独立式的各向异性、透明、导电且柔性的薄膜附着在支撑基底上而形成薄膜结构体中，可在保持蒸气(水蒸气)状态的同时将独立式的各向异性、透明、导电且柔性的薄膜附着在支撑基底上。
[0016]在本发明的一些实施方式中，所述方法可进一步包括，在将独立式的各向异性、透明、导电且柔性的薄膜附着在支撑基底之后，将独立式的各向异性、透明、导电且柔性的薄膜在20°C _75°C的温度下固化以增加独立式的各向异性、透明、导电且柔性的薄膜的粘附力。
[0017]在本发明的一些实施方式中，支撑基底可为防水的且可包括在20°C _75°C的温度下不能变形的材料。
[0018]在本发明的一些实施方式中，生长基底的表面可包括能够生长银纳米线的生长诱
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[0019]在本发明的一些实施方式中，聚合物可为透明且柔性的，且可具有比银纳米线低的导电性。
[0020]根据本发明的另一方面，提供通过使用上述方法制备的薄膜结构体，其中薄膜结构体可包括垂直(竖直)排列且通过聚合物模塑的银纳米线，并提供选自各向异性性质、透明性、导电性和柔性的至少一种性质。
[0021]有益效果
[0022]根据发明构思的薄膜结构体70可包括通过聚合物30模塑的银纳米线20，且可具有各向异性、透明、导电和柔性性质。银纳米线20提供各向异性和导电性质，和聚合物30提供透明和柔性性质。因此，银纳米线20可对电性质的保持做贡献和聚合物30可对光学性质的保持做贡献。
[0023]根据本发明构思的薄膜结构体70可通过使用简单的工艺形成。而且，由于透明和导电性质，薄膜结构体70可适合于用作透明电极，和由于柔性性质，薄膜结构体70可适合于棍对棍方法，其用于低成本和大规模生产。此外，由于各向异性性质，薄膜结构体70可适合于小间距。
[0024]这些效果仅是实例，且不限制本发明的范围。
【附图说明】
[0025]图1显示图解根据本发明构思的实施方式的制备各向异性、透明、导电且柔性的薄膜结构体的方法的流程图。
[0026]图2-6显示图解根据本发明构思的实施方式的图1的制备各向异性、透明、导电且柔性的薄膜结构体的方法的示意图。
[0027]图7显示用于形成各向异性、透明、导电且柔性的薄膜结构体中包括的银纳米线的银纳米线形成设备的示意图。
[0028]图8显示图解在根据本发明构思的实施方式的图1的制备各向异性、透明、导电且柔性的薄膜结构体的方法中通过使用聚合物将银纳米线模塑的流程图。
[0029]图9显示通过使用根据本发明构思的实施方式的制备各向异性、透明、导电且柔性的薄膜结构体的方法形成的银纳米线的扫描电子显微镜图像。
[0030]图10显示通过如下形成的模塑结构体的扫描电子显微镜图像:通过使用聚合物将通过使用根据本发明构思的实施方式的各向异性、透明、导电且柔性的薄膜结构体形成的银纳米线模塑。
[0031]图11-14显示根据本发明构思的实施方式的各向异性、透明、导电且柔性的薄膜结构体的光学性质和电性质的图。
[0032]图15显示根据本发明构思的实施方式的各向异性、透明、导电且柔性的薄膜结构体的图像。
[0033]图16显示图解根据本发明构思的实验实施例的制备纳米结构体的方法的流程图。
[0034]图17显示表格，其显示电解质溶液的电导率和pH值。
[0035]图18显示示意图，其显示通过在根据本发明构思的制备纳米结构体的方法中使用反向脉冲动电位模式制备的纳米结构体的生长行为。
[0036]图19显示通过在根据本发明构思的制备纳米结构体的方法中使用反向脉冲动电位模式生长的银纳米结构体的沉积时间和直径之间的关系、和所述银纳米结构体的扫描电子显微镜图像。
[0037]图20显示扫描电子显微镜图像，其显示银纳米结构体相对于频率的生长行为，所述银纳米结构体是通过在根据本发明构思的制备纳米结构体的方法中使用反向脉冲动电位模式制备的。
[0038]图21显示扫描电子显微镜图像，其显示银纳米结构体相对于还原电压的生长行为，所述银纳米结构体是通过在根据本发明构思的制备纳米结构体的方法中使用反向脉冲动电位模式制备的。
[0039]图22显示扫描电子显微镜图像，其显示银纳米结构体相对于电解质溶液的电导率的生长行为，所述银纳米结构体是通过在根据本发明构思的制备纳米结构体的方法中使用反向脉冲动电位模式制备的。
【具体实施方式】
[0040]在下文中，将参照附图更充分地描述示例性实施方式。这些实施方式可以许多不同的形式提供且不应被解释为限于本文中阐述的示例性实施方式。相反，提供这些实施方式使得本公开内容将是彻底和完成的，和将向本领域普通技术人员充分地传达本发明的范围。如本文中使用的，术语“和/或”包括相关列举项目的一个或多个的任何和全部组合。在说明书中，相同的附图标记可始终表示相同的元件。附图中的各种元件和区域被示意性地图解。因此，本发明构思不被附图中图解的相对尺寸或间隔所限制。
[0041]在本说明书中，将描述包括银纳米线的各向异性、透明、导电的柔性薄膜结构体。然而，这样的薄膜仅是实例。例如，即使当包括由其它材料形成的纳米线时，所述实施方式也包括在本发明构思的范围内。
[0042]图1显示图解根据本发明构思的实施方式的制备各向异性、透明、导电且柔性的薄膜结构体的方法的流程图。图2-6显示图解根据本发明构思的实施方式的图1的制备各向异性、透明、导电且柔性的薄膜结构体的方法的示意图。图7显示用于形成各向异性、透明、导电且柔性的薄膜结构体中包括的银纳米线的银纳米线形成设备I的示意图。图8显示在根据本发明构思的实施方式的图1的制备各向异性、透明、导电且柔性的薄膜结构体的方法中通过使用聚合物将银纳米线模塑的流程图。