包括垂直排列的納米線的各向異性、透明、導(dǎo)電且柔性的薄膜結(jié)構(gòu)體及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思涉及薄膜，且特別地，涉及各向異性、透明、導(dǎo)電且柔性的薄膜結(jié)構(gòu)體及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]具有光學(xué)透射性和導(dǎo)電性的透明電極被用于平板顯示器件或發(fā)光二極管(LED)器件。形成用于形成這樣的透明電極的薄膜的方法已被研宄且已是商業(yè)上可得到的。例如，通過(guò)在玻璃基底上沉積氧化銦錫(ITO)而形成的透明電極具有比當(dāng)使用常規(guī)的金屬氧化物時(shí)高的導(dǎo)電性，且因此，它們已經(jīng)是商業(yè)上可得到的用作透明、導(dǎo)電的薄膜電極。
[0003]然而，根據(jù)這樣的商業(yè)上可得到的方法制造的氧化銦錫(ITO)需要在高溫下沉積。高溫沉積和對(duì)于銦的需要導(dǎo)致高的制造成本。而且，由于其脆性，難以實(shí)施柔性電子器件和選擇多種材料以實(shí)施光電子器件。
[0004]一直在努力使用輥對(duì)輥方法以低的成本和以大的量制造柔性顯示器。為此，需要柔性電極。另外，需要透明電極具有各向異性和導(dǎo)電性質(zhì)以適合于小間距(fine pitch)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]技術(shù)問(wèn)題
[0006]本發(fā)明構(gòu)思提供具有各向異性、透明、導(dǎo)電和柔性性質(zhì)的薄膜結(jié)構(gòu)體。
[0007]本發(fā)明構(gòu)思還提供制備具有各向異性、透明、導(dǎo)電和柔性性質(zhì)的薄膜結(jié)構(gòu)體的方法。
[0008]然而，這些目標(biāo)僅是實(shí)例，且本發(fā)明構(gòu)思不限于此。
[0009]技術(shù)方案
[0010]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供制備薄膜結(jié)構(gòu)體的方法，其中所述方法包括:提供生長(zhǎng)基底；通過(guò)使用避雷針效應(yīng)在生長(zhǎng)基底上生長(zhǎng)銀納米線；通過(guò)使用聚合物將銀納米線模塑(制模)；和通過(guò)如下形成獨(dú)立式的(自立式的)各向異性、透明、導(dǎo)電且柔性的薄膜:將通過(guò)聚合物模塑的銀納米線從生長(zhǎng)基底分離。
[0011]在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，通過(guò)使用聚合物將銀納米線模塑可包括:通過(guò)旋涂將包括所述聚合物的聚合物溶液噴射在銀納米線上以將銀納米線的至少一部分浸漬在聚合物溶液中；通過(guò)將聚合物溶液硬化以容許聚合物將銀納米線模塑而形成模塑結(jié)構(gòu)體；和將模塑結(jié)構(gòu)體冷卻。
[0012]在本發(fā)明的一些實(shí)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％的范圍存在于聚合物溶液中。
[0013]在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，通過(guò)將聚合物溶液硬化以容許聚合物將銀納米線模塑而形成模塑結(jié)構(gòu)體在20°C _100°C的溫度下進(jìn)行。
[0014]在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，所述方法可進(jìn)一步包括，在形成獨(dú)立式的各向異性、透明、導(dǎo)電且柔性的薄膜之后，通過(guò)將獨(dú)立式的各向異性、透明、導(dǎo)電且柔性的薄膜附著在支撐基底上而形成薄膜結(jié)構(gòu)體。
[0015]在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，在通過(guò)將獨(dú)立式的各向異性、透明、導(dǎo)電且柔性的薄膜附著在支撐基底上而形成薄膜結(jié)構(gòu)體中，可在保持蒸氣(水蒸氣)狀態(tài)的同時(shí)將獨(dú)立式的各向異性、透明、導(dǎo)電且柔性的薄膜附著在支撐基底上。
[0016]在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，所述方法可進(jìn)一步包括，在將獨(dú)立式的各向異性、透明、導(dǎo)電且柔性的薄膜附著在支撐基底之后，將獨(dú)立式的各向異性、透明、導(dǎo)電且柔性的薄膜在20°C _75°C的溫度下固化以增加獨(dú)立式的各向異性、透明、導(dǎo)電且柔性的薄膜的粘附力。
[0017]在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，支撐基底可為防水的且可包括在20°C _75°C的溫度下不能變形的材料。
[0018]在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，生長(zhǎng)基底的表面可包括能夠生長(zhǎng)銀納米線的生長(zhǎng)誘
Q B寸 /Ζλ ο
[0019]在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，聚合物可為透明且柔性的，且可具有比銀納米線低的導(dǎo)電性。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供通過(guò)使用上述方法制備的薄膜結(jié)構(gòu)體，其中薄膜結(jié)構(gòu)體可包括垂直(豎直)排列且通過(guò)聚合物模塑的銀納米線，并提供選自各向異性性質(zhì)、透明性、導(dǎo)電性和柔性的至少一種性質(zhì)。
[0021]有益效果
[0022]根據(jù)發(fā)明構(gòu)思的薄膜結(jié)構(gòu)體70可包括通過(guò)聚合物30模塑的銀納米線20，且可具有各向異性、透明、導(dǎo)電和柔性性質(zhì)。銀納米線20提供各向異性和導(dǎo)電性質(zhì)，和聚合物30提供透明和柔性性質(zhì)。因此，銀納米線20可對(duì)電性質(zhì)的保持做貢獻(xiàn)和聚合物30可對(duì)光學(xué)性質(zhì)的保持做貢獻(xiàn)。
[0023]根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的薄膜結(jié)構(gòu)體70可通過(guò)使用簡(jiǎn)單的工藝形成。而且，由于透明和導(dǎo)電性質(zhì)，薄膜結(jié)構(gòu)體70可適合于用作透明電極，和由于柔性性質(zhì)，薄膜結(jié)構(gòu)體70可適合于棍對(duì)棍方法，其用于低成本和大規(guī)模生產(chǎn)。此外，由于各向異性性質(zhì)，薄膜結(jié)構(gòu)體70可適合于小間距。
[0024]這些效果僅是實(shí)例，且不限制本發(fā)明的范圍。
【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1顯示圖解根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施方式的制備各向異性、透明、導(dǎo)電且柔性的薄膜結(jié)構(gòu)體的方法的流程圖。
[0026]圖2-6顯示圖解根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施方式的圖1的制備各向異性、透明、導(dǎo)電且柔性的薄膜結(jié)構(gòu)體的方法的示意圖。
[0027]圖7顯示用于形成各向異性、透明、導(dǎo)電且柔性的薄膜結(jié)構(gòu)體中包括的銀納米線的銀納米線形成設(shè)備的示意圖。
[0028]圖8顯示圖解在根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施方式的圖1的制備各向異性、透明、導(dǎo)電且柔性的薄膜結(jié)構(gòu)體的方法中通過(guò)使用聚合物將銀納米線模塑的流程圖。
[0029]圖9顯示通過(guò)使用根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施方式的制備各向異性、透明、導(dǎo)電且柔性的薄膜結(jié)構(gòu)體的方法形成的銀納米線的掃描電子顯微鏡圖像。
[0030]圖10顯示通過(guò)如下形成的模塑結(jié)構(gòu)體的掃描電子顯微鏡圖像:通過(guò)使用聚合物將通過(guò)使用根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施方式的各向異性、透明、導(dǎo)電且柔性的薄膜結(jié)構(gòu)體形成的銀納米線模塑。
[0031]圖11-14顯示根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施方式的各向異性、透明、導(dǎo)電且柔性的薄膜結(jié)構(gòu)體的光學(xué)性質(zhì)和電性質(zhì)的圖。
[0032]圖15顯示根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施方式的各向異性、透明、導(dǎo)電且柔性的薄膜結(jié)構(gòu)體的圖像。
[0033]圖16顯示圖解根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)驗(yàn)實(shí)施例的制備納米結(jié)構(gòu)體的方法的流程圖。
[0034]圖17顯示表格，其顯示電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)率和pH值。
[0035]圖18顯示示意圖，其顯示通過(guò)在根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的制備納米結(jié)構(gòu)體的方法中使用反向脈沖動(dòng)電位模式制備的納米結(jié)構(gòu)體的生長(zhǎng)行為。
[0036]圖19顯示通過(guò)在根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的制備納米結(jié)構(gòu)體的方法中使用反向脈沖動(dòng)電位模式生長(zhǎng)的銀納米結(jié)構(gòu)體的沉積時(shí)間和直徑之間的關(guān)系、和所述銀納米結(jié)構(gòu)體的掃描電子顯微鏡圖像。
[0037]圖20顯示掃描電子顯微鏡圖像，其顯示銀納米結(jié)構(gòu)體相對(duì)于頻率的生長(zhǎng)行為，所述銀納米結(jié)構(gòu)體是通過(guò)在根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的制備納米結(jié)構(gòu)體的方法中使用反向脈沖動(dòng)電位模式制備的。
[0038]圖21顯示掃描電子顯微鏡圖像，其顯示銀納米結(jié)構(gòu)體相對(duì)于還原電壓的生長(zhǎng)行為，所述銀納米結(jié)構(gòu)體是通過(guò)在根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的制備納米結(jié)構(gòu)體的方法中使用反向脈沖動(dòng)電位模式制備的。
[0039]圖22顯示掃描電子顯微鏡圖像，其顯示銀納米結(jié)構(gòu)體相對(duì)于電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)率的生長(zhǎng)行為，所述銀納米結(jié)構(gòu)體是通過(guò)在根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的制備納米結(jié)構(gòu)體的方法中使用反向脈沖動(dòng)電位模式制備的。
【具體實(shí)施方式】
[0040]在下文中，將參照附圖更充分地描述示例性實(shí)施方式。這些實(shí)施方式可以許多不同的形式提供且不應(yīng)被解釋為限于本文中闡述的示例性實(shí)施方式。相反，提供這些實(shí)施方式使得本公開(kāi)內(nèi)容將是徹底和完成的，和將向本領(lǐng)域普通技術(shù)人員充分地傳達(dá)本發(fā)明的范圍。如本文中使用的，術(shù)語(yǔ)“和/或”包括相關(guān)列舉項(xiàng)目的一個(gè)或多個(gè)的任何和全部組合。在說(shuō)明書(shū)中，相同的附圖標(biāo)記可始終表示相同的元件。附圖中的各種元件和區(qū)域被示意性地圖解。因此，本發(fā)明構(gòu)思不被附圖中圖解的相對(duì)尺寸或間隔所限制。
[0041]在本說(shuō)明書(shū)中，將描述包括銀納米線的各向異性、透明、導(dǎo)電的柔性薄膜結(jié)構(gòu)體。然而，這樣的薄膜僅是實(shí)例。例如，即使當(dāng)包括由其它材料形成的納米線時(shí)，所述實(shí)施方式也包括在本發(fā)明構(gòu)思的范圍內(nèi)。
[0042]圖1顯示圖解根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施方式的制備各向異性、透明、導(dǎo)電且柔性的薄膜結(jié)構(gòu)體的方法的流程圖。圖2-6顯示圖解根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施方式的圖1的制備各向異性、透明、導(dǎo)電且柔性的薄膜結(jié)構(gòu)體的方法的示意圖。圖7顯示用于形成各向異性、透明、導(dǎo)電且柔性的薄膜結(jié)構(gòu)體中包括的銀納米線的銀納米線形成設(shè)備I的示意圖。圖8顯示在根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施方式的圖1的制備各向異性、透明、導(dǎo)電且柔性的薄膜結(jié)構(gòu)體的方法中通過(guò)使用聚合物將銀納米線模塑的流程圖。