利用胶乳液制备有机功能材料图案的方法及其应用_2

文档序号:9328895阅读:来源:国知局
体器件,并优选应用于有机光发射二极管、有机场效应晶体管、有机光伏器件或有机半导体激光器的制备。
[0013]本发明与现有技术相比较,具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点:
1.本发明制备有机功能材料图案的方法发生在胶乳液里,通过亲疏水原理,使其形成有机材料图案,避免了光刻技术等损害材料功能的不利环境,因此可以有效地保护材料的功能性,不需要真空环境,而且过程无需加热,解决了有机材料受热分解等问题,本发明制备方法提供了有机半导体图案化的另一种途径;
2.本发明制备有机功能材料图案的方法利用图案化衬底在胶乳液中制作有机功能材料图案,无需真空环境,不需要加热,对有机功能材料层无需通过光刻刻蚀制备,即能制备大面积、低成本和高分辨率的图案化有机功能材料层。
【附图说明】
[0014]图1是本发明实施例一利用胶乳液制备有机功能材料图案的方法的流程图。
[0015]图2是本发明实施例一以罗丹明6G作为功能分子材料形成的圆形红色荧光显微镜图片。
[0016]图3是本发明实施例二以FITC作为功能分子材料形成的方形绿色荧光显微镜图片。
[0017]图4是本发明实施例三以罗丹明6G作为功能分子材料形成的条形红色图案的实验图片。
【具体实施方式】
[0018]本发明的优选实施例详述如下:
实施例一:
在本实施例中,参见图1和图2,一种利用胶乳液制备有机功能材料图案的方法,包括如下步骤:
a.采用硅片作为基底,首先将硅片分别用氯仿、丙酮、乙醇和水超声处理1min后,然后用氮气将清洗后的硅片吹干备用,再按照氯仿和正乙烷的质量配比为3:7的比例配制氯仿和正乙烷的混合液40ml,再将OTS疏水剂1ul加入氯仿和正乙烷的混合液中,搅拌均匀,配制OTS溶液,再将干燥洁净的硅片置入OTS溶液中静置5-7小时,然后将硅片从OTS溶液中取出,再分别用氯仿、丙酮和乙醇冲洗,而后用氮气将表面附着OTS液膜的硅片吹干,再对OTS液膜在80°C进行10分钟烘烤,制备得到疏水性基底;
b.对在经过所述步骤a中进行修饰得到的疏水性基底表面进行图案化处理时,将所得疏水性基底进行光刻制备圆形点阵式图案,采用真空气相沉积方法依次在在疏水性基底表面上沉积厚度为2-3nm的Ti层和厚度为20nm的Au层,从而在基底上制备出圆形点阵式的Au层预图案;
c.采用有机功能分子罗丹明6G作为有机机功能材料,另外采用DMSO作为相对极性较大的物质,并采用己烷作为相对极性较小的物质,由于DMSO和己烷不互溶且极性不同,而有机功能分子罗丹明6G又易溶于DMS0,且有机功能分子罗丹明6G难溶于己烷,将有机功能分子罗丹明6G溶于DMSO中,制备罗丹明6G的质量百分比浓度为lwt%的DMSO溶液;再按照DMSO溶液:己烷的体积比为1:100的比例分别量取DMSO溶液和己烷,再将量取的DMSO溶液和己烷混合,超声I分钟后使混合溶液形成胶乳液;
d.由于采用的有机功能分子罗丹明6G与基底的作用较弱,而导致有机功能分子罗丹明6G在所述步骤b中制备的吸附区外的基底表面上无法形核凝固,将具有在所述步骤b中制备的Au层预图案的基片浸入在所述步骤c中制备的胶乳液中,静置30min,浸入时间结束后,再将基片从胶乳液中取出,然后待基片表面附着的溶液挥发,在基片表面的图案化的Au层吸附区上布满有机功能分子罗丹明6G材料分子,即在基片表面吸附的有机功能分子罗丹明6G材料层保留下来形成所需图案,从而在基底上制备出有机功能分子罗丹明6G材料层的红色荧光图案,即得金表面布满罗丹明6G材料分子而基底上没有罗丹明6G材料分子的圆形点阵式的红色荧光图案,参见图2。
[0019]在本实施例中,罗丹明6G材料分子能溶于两种胶乳液成分之一,相比于沉积区,其与基底有较弱的作用,因此分子在沉积区外成核的几率较小,导致在特定区域上生长。本实施例在采用光刻结合真空气相沉积蒸镀金,得到大面积有序的金图案,最后在溶液中实现选择性吸附,得到只在金表面选择性吸附功能分子的图案,并进行了荧光显微镜的观测,观测到以罗丹明6G作为功能分子形成的圆形点阵式的红色荧光显微图案,可以看到功能分子能均匀的分布在沉积区,其中最小的图案尺寸为20um,参见图2。
[0020]实施例二:
本实施例与实施例一基本相同,特别之处在于:
在本实施例中,参见图3,一种利用胶乳液制备有机功能材料图案的方法,包括如下步骤:
a.本步骤与实施例一步骤相同;
b.对在经过所述步骤a中进行修饰得到的疏水性基底表面进行图案化处理时,将所得疏水性基底进行光刻制备方形点阵式图案,采用真空气相沉积方法依次在在疏水性基底表面上沉积厚度为2-3nm的Ti层和厚度为20nm的Au层,从而在基底上制备出方形点阵式的Au层预图案;
c.采用有机功能分子FITC作为有机机功能材料,另外采用DMSO作为相对极性较大的物质,并采用己烷作为相对极性较小的物质,由于DMSO和己烷不互溶且极性不同,而有机功能分子FITC又易溶于DMS0,且有机功能分子FITC难溶于己烷,将有机功能分子FITC溶于DMSO中,制备FITC的质量百分比浓度为lwt%的DMSO溶液;再按照DMSO溶液:己烷的体积比为1:100的比例分别量取DMSO溶液和己烷,再将量取的DMSO溶液和己烷混合,超声I分钟后使混合溶液形成胶乳液;
d.由于采用的有机功能分子FITC与基底的作用较弱,而导致有机功能分子FITC在所述步骤b中制备的吸附区外的基底表面上无法形核凝固,将具有在所述步骤b中制备的Au层预图案的基片浸入在所述步骤c中制备的胶乳液中,静置30min,浸入时间结束后,再将基片从胶乳液中取出,然后待基片表面附着的溶液挥发,在基片表面的图案化的Au层吸附区上布满有机功能分子FITC,即在基片表面吸附的有机功能分子FITC材料层保留下来形成所需图案,从而在基底上制备出有机功能分子FITC材料层的绿色荧光图案,即得金表面布满FITC材料分子而基底上没有FITC材料分子的红色荧光图案,参见图3,得到了与实施例一制备的颜色不同的方形点阵式的绿色荧光显微图案。采用荧光显微镜的观测,观测到以FITC作为功能分子形成的方形绿色荧光显微镜图案,其中最小的尺寸为20um。
[0021]实施例三:
本实施例与前述实施例基本相同,特别之处在于:
在本实施例中,参见图4,一种利用胶乳液制备有机功能材料图案的方法,包括如下步骤:
a.本步骤与实施例一步骤相同;
b.对在经过所述步骤a中进行修饰得到的疏水性基底表面进行图案化处理时,将所得疏水性基底进行光刻制备栅条状图案,采用真空气相沉积方法依次在在疏水性基底表面上沉积厚度为2-3nm的Ti层和厚度为20nm的Au层,从而在基底上制备出栅条状Au层预图案;
c.本步骤与实施例一步骤相同;
d.由于采用的有机功能分子罗丹明6G与基底的作用较弱,而导致有机功能分子罗丹明6G在所述步骤b中制备的吸附区外的基底表面上无法形核凝固,将具有在所述步骤b中制备的Au层预图案的基片浸入在所述步骤c中制备的胶乳液中,静置30min,浸入时间结束后,再将基片从胶乳液中取出,然后待基片表面附着的溶液挥发,在基片表面的图案化的Au层吸附区上布满有机功能分子罗丹明6G材料分子,即在基片表面吸附的有机功能分子罗丹明6G材料层保留下来形成所需图案,从而在基底上制备出有机功能分子罗丹明6G材料层的红色荧光图案,即得到金表面布满罗丹明6G材料分子而基底上没有罗丹明6G材料分子的栅条状的红色荧光图案,参见图4。
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