一种透明无痕迹长余辉碳点图案制备方法及其应用

本发明涉及一种防伪芯片制备方法，具体涉及一种长余辉碳点图案制备方法。

背景技术：

1、随着物联网和大数据的快速发展，人们对数据量大、安全性高的信息存储芯片的需求日益迫切。长余辉防伪标签由于其丰富的激发态特征，可以长时间持续的提供多种光学状态，因此在高级安全应用领域中具有巨大的潜力。目前，长余辉防伪图案的集成方法大多是采用预先设计的掩模、喷墨打印或手写制备，这些方法既耗时且复杂，不利于实际应用。此外，长余辉防伪图案通常采用单色余辉材料制备，加工性能差，极大阻碍它们的实际应用。

2、碳点(cds)是一类尺寸小于10nm的球形纳米粒子，相较于传统的半导体量子点，具有优异的光稳定性，低毒性等特点，在众多领域展示了广阔的应用前景。当前余辉cds图案化工艺仍然受限，稳定性能差。喷墨打印是当前cds图案化的主流方式。喷墨打印技术对油墨材料以及基质材料要求较高，目前仅有少量量子点材料和纸质基质适用于此方式。另外，由于油墨与基质结合是通过静电或者氢键作用，且裸漏在基质表面，易受外界环境刺激发生猝灭，稳定性较差。此外，制备高分辨率、无迹且透明的cds余辉图案化仍然是一个巨大的挑战。

技术实现思路

1、发明目的：针对上述现有技术，提出一种透明无痕迹长余辉碳点图案制备方法，以解决当前长余辉图案化及集成过程复杂且耗时、透明度差、图案不清晰的问题。

2、技术方案：一种透明无痕迹长余辉碳点图案制备方法，包括：首先，制备作为碳点前驱体的透明薄膜；然后，采用跳跃式激光直写方法在所述透明薄膜上直写预设的碳点长余辉图案，所述碳点长余辉图案在日光灯下无痕迹且透明；其中，所述跳跃式激光直写方法是扫描完图案的当前一个点后，扫描与该点不相邻的下一个点。

3、进一步的，所述碳点前驱体的制备方法包括：将含氮化合物与聚合物溶解在去离子水中充分搅拌混合均匀，然后旋涂到玻璃表面，干燥处理后获得所述透明薄膜；其中，所述含氮化合物包括嘧啶类、盐酸石蒜碱、左氧氟沙星中的一种；所述聚合物包括聚乙烯醇、聚碳酸酯、聚乙烯吡咯烷酮中的一种。

4、进一步的，所述跳跃式激光直写方法中，激光波长为1064nm，激光功率为5～16w，激光频率为10～25khz，扫描速度为100～300mm/s，扫描次数为100～500次。

5、进一步的，所述含氮化合物与所述聚合物的质量比为1:10～100。

6、所述方法得到的长余辉碳点图案在显示和信息安全的柔性光电器件中的应用。

7、有益效果：1.相比于传统激光直写方法，本发明的提出的激光跳跃式扫描方法为扫描完一个点后，扫描与其不相邻的点，避免了两个相邻点之间由于连续扫描产生的热积累导致的图案透明度下降、分辨率低问题。通过本方法所得图案透明无痕迹，具有较高分辨率，图案最小线宽可达80μm，分辨率优于现有方法制备所得碳点图案的最高值。

8、2.本发明所制备的长余辉碳点图案具有较好的稳定性和光学性能，通过改变激光参数和碳点前驱体可制备全色域、多模(时间响应)长余辉磷光图案并可实现同一薄膜上的多色、多模长余辉碳点图案的集成。例如，以左氧氟沙星为原料的碳点余辉图案具有时间响应变色磷光特性，磷光颜色在紫外灯照射后随时间呈现橙色到绿色变化。

9、3.本发明制备的余辉碳点图案可应用于柔性光电器件，包括防伪汽车薄膜、高分辨率代码和柔性显示器，也为高效、低成本制备大规模图案化余辉碳点薄膜提供了设计思路。

技术特征：

1.一种透明无痕迹长余辉碳点图案制备方法，其特征在于，包括：首先，制备作为碳点前驱体的透明薄膜；然后，采用跳跃式激光直写方法在所述透明薄膜上直写预设的碳点长余辉图案，所述碳点长余辉图案在日光灯下无痕迹且透明；其中，所述跳跃式激光直写方法是扫描完图案的当前一个点后，扫描与该点不相邻的下一个点。

2.根据权利要求1所述的透明无痕迹长余辉碳点图案制备方法，其特征在于，所述碳点前驱体的制备方法包括：将含氮化合物与聚合物溶解在去离子水中充分搅拌混合均匀，然后旋涂到玻璃表面，干燥处理后获得所述透明薄膜；其中，所述含氮化合物包括嘧啶类、盐酸石蒜碱、左氧氟沙星中的一种；所述聚合物包括聚乙烯醇、聚碳酸酯、聚乙烯吡咯烷酮中的一种。

3.根据权利要求1所述的透明无痕迹长余辉碳点图案制备方法，其特征在于，所述跳跃式激光直写方法中，激光波长为1064 nm，激光功率为5~16 w，激光频率为10~25 khz，扫描速度为100~300mm/s，扫描次数为100~500次。

4.根据权利要求3所述的透明无痕迹长余辉碳点图案制备方法，其特征在于，所述含氮化合物与所述聚合物的质量比为1:10~100。

5.根据权利要求1-4任一所述方法得到的长余辉碳点图案在显示和信息安全的柔性光电器件中的应用。

技术总结
本发明公开了一种透明无痕迹长余辉碳点图案制备方法及其应用，制备时首先制备作为碳点前驱体的透明薄膜；然后采用跳跃式激光直写方法在透明薄膜上直写预设的碳点长余辉图案，碳点长余辉图案在日光灯下无痕迹且透明；其中，跳跃式激光直写方法是扫描完图案的当前一个点后，扫描与该点不相邻的下一个点。通过跳跃式激光直写方法有效性降低热影响区，避免基体受热不均匀，从而制备透明无痕迹且具有较高分辨率的碳点长余辉图案。通过调节激光参数和碳点前驱体种类，可以获得全色域、多模态发射的碳点图案。本发明制备的余辉碳点图案可应用于柔性光电器件的原位制造，包括防伪汽车薄膜、高分辨率代码和柔性显示器。

技术研发人员：李奇军,鹿春怡,丁建宁,谈静
受保护的技术使用者：扬州大学
技术研发日：
技术公布日：2024/5/19