纳米转印方法及纳米功能器件的制作方法_3

文档序号:9617043阅读:来源:国知局
备,显影并露出金属基板。
[0071]将金属基板置于第一电铸槽中,在阳极放置金属镍,通电后,在沟槽底部的导电部分带电生长出金属镍的图形电极,其高度略大于沟槽深度。
[0072]钝化处理后,在第二电铸槽中,将上述金属基板放置于阴极,阳极放置铜。通电提拉模具,在图形电极的顶部沉积出数十纳米厚度的纳米铜电极电路。
[0073]通过卷对平的转印模式,在另一柔性塑性基板上转印,形成纳米铜电路,其特征线宽2-5um,导电层厚度约50nm-100nm,沉积型电极的表面方阻〈0.1欧/方。如塑性基板是PI或者PEN膜,则制备成高性能、窄线宽的电路电极。此外,通过沉积有机发光材质,通过上述转印步骤,可在同一区域电极上形成有机纳米层,形成显示功能区。从而,通过纳米转印可实现柔性显示器件的制备。
[0074]实施例4.0LED的透明导电电极的制备
[0075]在光滑金属基板上涂布光刻胶,通过光刻工艺制备线宽500纳米-2微米、深度为1微米_5微米的网格型沟槽,显影并露出金属基板。
[0076]后续步骤参实施例1,通过卷对平的转印模式,在另一柔性塑性基板上转印,形成纳米材质层的纳米图形。
[0077]本实施例中,纳米材质层特征尺度为l_2um,导电层厚度约20nm-30nm,由于属于沉积型网格,其表面方阻〈1欧/方,透光率达到95%以上。
[0078]进一步地,根据0LED/QLED器件的用途,采用电镀方法,转印空穴传输层,传输层的特征尺寸l_5um,厚度约为百十纳米。重复以上步骤,在同一区域依次转印出发光层(厚度40-50nm)、电子传输层(20_30nm)等。最后形成功能型的纳米显示、发光、及光伏器件。
[0079]综上所述,本发明的有益效果是:
[0080](1)本发明通过柔性金属电极模具,便于将金属电极层表面的纳米级材料层转印到大面积基板表面上。由于金属电极层突伸设置,其顶部纳米级材料层与基板表面的实际接触面积很小,在转印时,其单位表面的实际压印力高于用光刻-蚀刻工艺做出来的平面电极模具,有利于顶部的纳米级材料层的完整转移。
[0081 ] (2)本发明通过卷对平转印模式,柔性金属基板包覆在辊筒上,转印时,柔性金属基板与被转印的基板间形成包角,对脱模、柔性金属基板寿命和转印面积有极大提升。印章式的平对平纳米转印,面积一般小于1英寸,而本发明可实现米级幅面。由于卷压平属于线接触,整体压力减小,柔性金属基板形成的模具的重复使用寿命延长,一般地,镍板模可实现数千次到数万次的转印。
[0082](3)本发明通过对金属电极层表面进行钝化处理,有利于纳米级材料层与金属电极层的分离,提升纳米转印的成品率,使纳米级材料层的转移保真度提高。对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
[0083]此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
【主权项】
1.一种纳米转印方法,其特征在于,所述纳米转印方法包括如下步骤: 51.在柔性金属基板上涂布光刻胶; 52.对所述涂布光刻胶的柔性金属基板进行光刻,在柔性金属基板表面形成沟槽图形,显影并露出光刻胶底部的柔性金属基板; 53.将经过步骤S2处理的柔性金属基板放入第一电铸槽中,进行第一次电铸处理,在沟槽中生长突伸出的金属电极层,对所述金属电极层表面进行钝化处理; 54.将经过步骤S3处理的柔性金属基板放入第二电铸槽中,进行第二次电铸处理,在金属电极层上形成纳米级材料层; 55.将经步骤S4处理的柔性金属基板包覆于辊筒上,使得柔性金属基板的底面与所述辊筒相贴合,通过卷对平转印模式,控制所述柔性金属基板,在相应承接基板上转印纳米材料层。2.根据权利要求1所述的纳米转印方法,其特征在于,所述步骤S1中,所述光刻胶为正性光刻胶,所述柔性金属基板为不锈钢或镍,或者所述柔性金属基板为PET、P1、PEN中的一种表面金属化后形成的金属导电基板。3.根据权利要求1所述的纳米转印方法,其特征在于,所述步骤S3还包括:在所述第一电铸槽的阳极上放置所需金属材料,通电后,阴极金属离子在所述沟槽中沉积生长出lOOnm-lOum的金属电极层。4.根据权利要求1所述的纳米转印方法,其特征在于,所述步骤S4还包括:在所述第二电铸槽的阳极上放置所需电铸材料,通电后,控制柔性金属基板的拉伸速度、阳极与阴极的距离、电流密度,在所述金属电极层上形成厚度为数十纳米?数微米的用于转印的纳米级材料层。5.根据权利要求4所述的纳米转印方法,其特征在于,根据金属基板的电极图形的特征尺寸,所述阳极与阴极的距离范围为2mm?200mmo6.根据权利要求4所述的纳米转印方法,其特征在于,所述电铸材料选自金属、半导体、碳纳米管、石墨烯中的一种或者几种的混合。7.根据权利要求1所述的纳米转印方法,其特征在于,所述纳米转印方法还包括:S6.更换第二电铸槽中的电铸材料,重复步骤S4和S5,得到多层复合材料的电极器件。8.一种根据权利要求1-7任一项所述纳米转印方法得到的纳米功能器件,其特征在于,所述纳米功能器件包括基板、以及设置于所述基板上转印的纳米材料层。9.根据权利要求8所述的纳米功能器件,其特征在于,所述纳米材料层位于所述基板上的同一区域或不同区域,所述纳米材料层为一层或多层,所述纳米材料层为多层时,多层纳米材料层层叠设置于所述基板上。10.根据权利要求8所述的纳米功能器件,其特征在于,所述纳米功能器件可以为:透明导电膜、锂电池复合电极、柔性显示电极、0LED的透明导电电极。
【专利摘要】本发明公开了一种纳米转印方法及纳米功能器件,其中,纳米转印方法包括如下步骤:S1.在柔性金属基板上涂布光刻胶;S2.对所述涂布光刻胶的柔性金属基板进行光刻,形成沟槽图形;S3.第一次电铸处理,形成图形电极;S4.第二次电铸处理,形成转印层;S5.通过卷对平转印模式,控制所述柔性金属基板,在相应承接基板上转印形成纳米结构材料层。本发明可在同一基板上实现不同材质的纳米电极或纳米结构功能区的转印,或者在同一基板相同区域实现多层复合结构纳米电极和功能区的转印。其利用金属基底上的图形电极作为转移模具,通过电沉积工艺,在转印模具的电极上形成纳米级材料层,并将模具上纳米级材料层转移到相应的柔性基板表面。
【IPC分类】G03F7/00, H01B13/00, H01B5/14, B82Y40/00
【公开号】CN105374467
【申请号】CN201510696751
【发明人】陈林森, 刘艳花, 周小红, 方宗豹, 王涛, 杨颖 , 沈悦, 朱昊枢
【申请人】苏州大学, 苏州苏大维格光电科技股份有限公司
【公开日】2016年3月2日
【申请日】2015年10月23日
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