柔性电极及其制备方法技术

本发明专利技术公开了柔性电极及其制备方法。其中，制备柔性电极的方法包括：提供基底，在基底表面依次形成导电层和基线层；刻蚀除去基底；利用柔性基底将产品从刻蚀液中取出，并使基线层置于柔性基底表面；在导电层远离基线层的至少部分表面形成光刻牺牲层，并在光刻牺牲层上设置具有预定图案的光刻胶掩膜版；刻蚀预定图案区域外的光刻牺牲层，以便得到具有预定图案的光刻牺牲层；刻蚀除去未被具有预定图案的光刻牺牲层覆盖部分的导电层和基线层后，除去具有预定图案的光刻牺牲层，得到柔性电极。该方法可同时刻蚀柔性电极中的导电层和基线层双层结构，一次性形成图形化的二维材料导电层和基线层，从而可以有效简化制备工艺、提升制备效率。

【技术实现步骤摘要】
柔性电极及其制备方法
本专利技术涉及电子器件微加工
，具体而言，本专利技术涉及柔性电极及其制备方法。
技术介绍
二维材料是指厚度仅有单层或数层原子的晶体或非晶材料，其组成原子通常排布在一个二维空间内，例如，石墨烯是一种典型的二维材料，它具有很高的电子迁移率、超高的热导率、超强的机械性能和很好的光学透光性等。在柔性电子领域，需要一种导电性好、厚度薄、可延展性好的材料来制备导电器件，因而，石墨烯正好符合这种需求，非常适合被用作柔性电子器件中的导电材料。传统的微加工工艺步骤中，常使用金和聚酰亚胺(PI)材料来制备柔性电子器件，然而，金的图形化和PI材料图形化的工艺完全不同，因此，两者需分别图形化，步骤较为繁琐。因而，现有的制备柔性电子器件的方法仍有待改进。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出制备柔性电极的方法，以及通过该方法制备得到的柔性电极。该制备柔性电极的方法可同时刻蚀柔性电极中的导电层和基线层双层结构，一次性形成图形化的二维材料导电层和基线层，从而可以有效简化制备工艺、提升制备效率。在本专利技术的一个方面，本专利技术提出了一种制备柔性电极的方法。根据本专利技术的实施例，该方法包括：(1)提供基底，在所述基底表面依次形成导电层和基线层，得到第一产品；(2)将所述第一产品置于第一刻蚀液中，以便刻蚀除去所述基底，得到第二产品，然后将所述第二产品置于水中清洗；(3)提供柔性基底，利用所述柔性基底将所述第二产品从所述水中取出，并使所述第二产品中的所述基线层置于所述柔性基底表面；(4)在所述导电层远离所述基线层的至少部分表面形成光刻牺牲层，并在所述光刻牺牲层上设置具有第一预定图案的光刻胶掩膜版；(5)利用第二刻蚀液刻蚀所述第一预定图案区域外的所述光刻牺牲层，以便得到具有第一预定图案的光刻牺牲层；(6)刻蚀除去未被所述具有第一预定图案的光刻牺牲层覆盖部分的所述导电层和所述基线层后，除去所述具有第一预定图案的光刻牺牲层，得到所述柔性电极。根据本专利技术实施例的制备柔性电极的方法，在基线层和导电层表面获得具有第一预定图案的光刻牺牲层后，同时刻蚀除去未被具有第一预定图案的光刻牺牲层覆盖部分的导电层和所述基线层后，一次性形成图形化的二维材料导电层和基线层，实现了导电部分与不导电部分的同时图形化，有效解决了传统微加工工艺步骤中导电部分与不导电部分需要采用不同的工艺分别图形化的问题，从而简化了制备工艺、提升了制备效率。另外，根据本专利技术上述实施例的制备柔性电极的方法还可以具有如下附加的技术特征：在本专利技术的一些实施例中，所述基底由铜形成。在本专利技术的一些实施例中，所述导电层由石墨烯形成。在本专利技术的一些实施例中，所述基线层由聚酰亚胺形成。在本专利技术的一些实施例中，步骤(1)中，在所述基线层形成后，将所得产品加热至80～90℃保温10～15min，继续加热至120～130℃保温30～35min，继续加热至150～160℃保温30～35min，继续加热至200～210℃保温30～35min，继续加热至250～260℃保温30～40min，然后将所得产品冷却，以便使所述基线层固化。在本专利技术的一些实施例中，所述第一刻蚀液为氯化铁溶液。在本专利技术的一些实施例中，所述光刻牺牲层由钛形成。在本专利技术的一些实施例中，所述光刻牺牲层的厚度为50～150nm。在本专利技术的一些实施例中，所述第二刻蚀液为氢氟酸溶液。在本专利技术的一些实施例中，步骤(6)中，通过反应离子刻蚀方法刻蚀未被所述具有第一预定图案的光刻牺牲层覆盖部分的所述导电层和所述基线层，所述反应离子刻蚀方法的工艺参数包括：氧气流量为15～30sccm，射频功率为100～150W，气压为10～30Pa在本专利技术的一些实施例中，步骤(6)中，在所述除去所述具有第一预定图案的光刻牺牲层之后，进一步包括：在所述导电层远离所述基线层的至少部分表面形成保护层；设计具有第二预定图案的掩膜版，利用光刻显影方法将所述第二预定图案转移至所述保护层，得到具有第二预定图案的保护层；对所述保护层进行加热固化，得到所述柔性电极。在本专利技术的一些实施例中，所述保护层由光敏聚酰亚胺形成。在本专利技术的一些实施例中，所述加热固化包括：将所述保护层加热至80～90℃保温10～15min，继续加热至120～130℃保温30～40min，继续加热至150～160℃保温30～40min，继续加热至200～220℃保温30～40min，继续加热至250～260℃保温30～40min。在本专利技术的另一方面，本专利技术提出了一种柔性电极。根据本专利技术的实施例，该柔性电极是由上述实施例的制备柔性电极的方法制备得到的。由此，该柔性电极中导线部分的导电层和基线层可同时图形化制备得到，制备方法简单，制备效率高。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是根据本专利技术一个实施例的制备柔性电极的方法流程示意图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。在本专利技术的一个方面，本专利技术提出了一种制备柔性电极的方法。根据本专利技术的实施例，该方法包括：(1)本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备柔性电极的方法，其特征在于，包括：/n(1)提供基底，在所述基底表面依次形成导电层和基线层，得到第一产品；/n(2)将所述第一产品置于第一刻蚀液中，以便刻蚀除去所述基底，得到第二产品，然后将所述第二产品置于水中清洗；/n(3)提供柔性基底，利用所述柔性基底将所述第二产品从所述水中取出，并使所述第二产品中的所述基线层置于所述柔性基底表面；/n(4)在所述导电层远离所述基线层的至少部分表面形成光刻牺牲层，并在所述光刻牺牲层上设置具有第一预定图案的光刻胶掩膜版；/n(5)利用第二刻蚀液刻蚀所述第一预定图案区域外的所述光刻牺牲层，以便得到具有第一预定图案的光刻牺牲层；/n(6)刻蚀除去未被所述具有第一预定图案的光刻牺牲层覆盖部分的所述导电层和所述基线层后，除去所述具有第一预定图案的光刻牺牲层，得到所述柔性电极。/n

【技术特征摘要】
1.一种制备柔性电极的方法，其特征在于，包括：
(1)提供基底，在所述基底表面依次形成导电层和基线层，得到第一产品；
(2)将所述第一产品置于第一刻蚀液中，以便刻蚀除去所述基底，得到第二产品，然后将所述第二产品置于水中清洗；
(3)提供柔性基底，利用所述柔性基底将所述第二产品从所述水中取出，并使所述第二产品中的所述基线层置于所述柔性基底表面；
(4)在所述导电层远离所述基线层的至少部分表面形成光刻牺牲层，并在所述光刻牺牲层上设置具有第一预定图案的光刻胶掩膜版；
(5)利用第二刻蚀液刻蚀所述第一预定图案区域外的所述光刻牺牲层，以便得到具有第一预定图案的光刻牺牲层；
(6)刻蚀除去未被所述具有第一预定图案的光刻牺牲层覆盖部分的所述导电层和所述基线层后，除去所述具有第一预定图案的光刻牺牲层，得到所述柔性电极。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基底由铜形成；
所述导电层由石墨烯形成；
任选地，所述基线层由聚酰亚胺形成。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，在所述基线层形成后，将所得产品加热至80～90℃保温10～15min，继续加热至120～130℃保温30～35min，继续加热至150～160℃保温30～35min，继续加热至200～210℃保温30～35min，继续加热至250～260℃保温30～40min，然后将所得产品冷却，以便使所述基线层固化。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一刻蚀液为氯化铁溶液；
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【专利技术属性】
技术研发人员：冯雪，祁一洲，叶柳顺，
申请(专利权)人：浙江清华柔性电子技术研究院，清华大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33