金属纳米丝透明欧姆电极的压印方法.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 103426991 A (43)申请公布日 2013.12.04 CN 103426991 A *CN103426991A* (21)申请号 201310373675.6 (22)申请日 2013.08.23 H01L 33/42(2010.01) B82Y 40/00(2011.01) B82Y 30/00(2011.01) (71)申请人 厦门大学 地址 361005 福建省厦门市思明南路 422 号 (72)发明人 彭栋梁 郭惠章 蔡端俊 刘翔 (74)专利代理机构 厦门南强之路专利事务所 ( 普通合伙 ) 35200 代理人 马应森 戴深峻 (54) 发明名称。

2、 金属纳米丝透明欧姆电极的压印方法 (57) 摘要 金属纳米丝透明欧姆电极的压印方法， 涉及 透明薄膜电极。将 Cu 纳米分散于有机溶液中 ； 通 过真空抽滤， 将分散于有机溶液中的 Cu 纳米线沉 积于滤膜上 ； 将沉积有 Cu 纳米线的滤膜覆盖在基 片上， 并在基片背面施加压力， 再揭去滤膜后， Cu 纳米线薄膜即被转移到基片背面， 然后在真空气 氛中退火， 即完成金属纳米丝透明欧姆电极的压 印。 所制成的金属纳米丝的透明欧姆电极， 具有良 好的电导率和透光性， 并能与半导体器件形成良 好欧姆接触， 可以提高器件电注入效率及其出光 效率。制作灵活， 易于图案化， 可以在很多不规则 的区域或。

3、者超大面积上形成透明导电电极。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页 附图2页 (10)申请公布号 CN 103426991 A CN 103426991 A *CN103426991A* 1/1 页 2 1. 金属纳米丝透明欧姆电极的压印方法， 其特征在于包括以下步骤 ： 1） 将 Cu 纳米分散于有机溶液中 ； 2） 通过真空抽滤， 将分散于有机溶液中的 Cu 纳米线沉积于滤膜上 ； 3） 将沉积有 Cu 纳米线的滤膜覆盖在基片上， 并在基片背面施加压力， 再揭去滤膜。

4、后， Cu 纳米线薄膜即被转移到基片背面， 然后在真空气氛中退火， 即完成金属纳米丝透明欧姆 电极的压印。 2. 如权利要求 1 所述金属纳米丝透明欧姆电极的压印方法， 其特征在于在步骤 1） 中， 所述有机溶液采用正己烷溶液。 3. 如权利要求 1 所述金属纳米丝透明欧姆电极的压印方法， 其特征在于在步骤 2） 中， 所述滤膜选用聚碳酸酯微孔滤膜。 4. 如权利要求 1 所述金属纳米丝透明欧姆电极的压印方法， 其特征在于在步骤 2） 中， 所述滤膜的孔径为 0.2 12m。 5. 如权利要求 1 所述金属纳米丝透明欧姆电极的压印方法， 其特征在于在步骤 3） 中， 所述施加压力的时间为 15。

5、s 1min。 6. 如权利要求 1 所述金属纳米丝透明欧姆电极的压印方法， 其特征在于在步骤 3） 中， 所述基片采用玻璃、 PET 塑料、 聚酰亚胺薄膜中的一种。 7. 如权利要求 1 所述金属纳米丝透明欧姆电极的压印方法， 其特征在于在步骤 3） 中， 所述沉积有 Cu 纳米线的滤膜上放置图案化的掩模， 在图案化的掩模区域喷洒 Cu 纳米线胶 体溶液， 则形成图案化的 Cu 纳米线薄膜。 8. 如权利要求 1 所述金属纳米丝透明欧姆电极的压印方法， 其特征在于在步骤 3） 中， 所述退火的温度为 100 600， 退火的时间为 0.5 1.5h。 权 利 要 求 书 CN 1034269。

6、91 A 2 1/3 页 3 金属纳米丝透明欧姆电极的压印方法 技术领域 0001 本发明涉及透明薄膜电极， 特别是涉及一种金属纳米丝透明欧姆电极的压印方 法。 背景技术 0002 透明电极在平板显示、 触摸屏、 OLED、 LED、 智能窗以及太阳能电池等设备的导电层 中广泛应用。传统的透明电极一般采用 ITO、 AZO 等， 这些电极材料往往由于制作工艺复杂， 条件苛刻而价格昂贵。随着电子技术的发展， 未来对透明导电电极的需求将与日俱增。并 且， 由于人们对器件的柔性特性提出了一定要求， 使得研究者们逐渐开始探究一些新材料， 例如碳纳米管 （1Wang,R.R.;Sun,J.;Gao,L.。

7、A.;Zhang,J.ACS Nano2010,4,4890） 、 石墨烯 （2Wang,R.R.;Sun,J.;Gao,L.A.;Xu,C.H.;Zhang,J.;Liu,Y.Q.Nanoscale2011,3,9042） 等。 但是， 这些材料做成的透明导电薄膜一般具有较高的方阻和透光率比， 因此还不适用于 大多数的实际应用。近期， 人们发现金属纳米线， 例如 Cu 纳米线和 Ag 纳米线通过压印法形 成的透明导电薄膜具有优异的性能， 可以和 ITO 相比拟。 0003 由于传统的 GaN 基 LED 电极一般采用不透明或者半透明的金属薄膜， 因此无法通 过器件顶部发光。由于许多金属接触的。

8、透光性不好， 几个纳米厚的 Ni/Au 接触是半透明的， 在可见光波段的透射率只有 60 75， 接触电极太薄则影响电流的均匀扩散和热稳定 性 ； 但当 Ni/Au 太厚， 其透光率低， 大大降低了 LED 发光效率。如何在 p-GaN 上获得低阻和 高透光率的欧姆接触， 从而提高 LED 发光效率， 一直是众多研究者关注的焦点问题之一。为 提高 LED 的发光效率， 除了在封装结构、 光学设计等方面的工作外， 方法之一是采用透明导 电膜来代替金属作为 p-GaN 上的接触电极， 以实现电流的均匀扩散及高透光率， 从而获得 更高的光输出。因此， 若能在 LED 器件上应用透明电极， 就可望提高。

9、 LED 的光输出， 提高其 外量子效率， 还可以延长 LED 的寿命。 发明内容 0004 本发明的目的在于为了克服上述现有技术的不足， 提供一种金属纳米丝透明欧姆 电极的压印方法。 0005 本发明包括以下步骤 ： 0006 1） 将 Cu 纳米分散于有机溶液中 ； 0007 2） 通过真空抽滤， 将分散于有机溶液中的 Cu 纳米线沉积于滤膜上 ； 0008 3） 将沉积有 Cu 纳米线的滤膜覆盖在基片上， 并在基片背面施加压力， 再揭去滤膜 后， Cu 纳米线薄膜即被转移到基片背面， 然后在真空气氛中退火， 即完成金属纳米丝透明欧 姆电极的压印。 0009 在步骤 1） 中， 所述有机溶。

10、液可采用正己烷溶液等。 0010 在步骤 2） 中， 所述滤膜可选用聚碳酸酯微孔滤膜等 ； 所述滤膜的孔径可为 0.2 12m。 说 明 书 CN 103426991 A 3 2/3 页 4 0011 在步骤 3） 中， 所述施加压力的时间可为 15s 1min ； 所述基片可采用玻璃、 PET 塑 料、 聚酰亚胺薄膜等中的一种 ； 所述沉积有 Cu 纳米线的滤膜上可放置图案化的掩模， 在图 案化的掩模区域喷洒Cu纳米线胶体溶液， 则形成图案化的Cu纳米线薄膜 ； 所述退火的温度 可为 100 600， 退火的时间可为 0.5 1.5h。经退火后铜纳米线薄膜与 GaN 半导体材 料形成欧姆接触。

11、。 0012 本发明将化学法合成的 Cu 纳米线超声分散在正己烷中， 形成铜纳米线胶体。通过 真空抽滤将 Cu 纳米线沉积在聚碳酸酯 （PP） 微孔滤膜上形成均匀薄膜。将沉积有 Cu 纳米 线薄膜的聚碳酸酯微孔滤膜覆盖在 LED 器件上， 使用探针在 LED 的 p 型电极区和 n 型电极 区施加一定压力后揭去滤膜。将覆盖有 Cu 纳米线电极的 LED 器件在真空环境中退火。 0013 本发明所制成的金属纳米丝的透明欧姆电极， 具有良好的电导率和透光性， 并能 与半导体器件形成良好欧姆接触， 可以提高器件电注入效率及其出光效率。 同时， 该压印技 术还具有制作灵活， 易于图案化， 可以在很多不。

12、规则的区域或者超大面积上形成透明导电 电极。 0014 与现有技术相比， 本发明的有益效果是透明电极的制作方法简易， 容易图案化， 转 移方法简便灵活， 可以在较温和的条件下使电极与 LED 器件形成欧姆接触。 附图说明 0015 图 1 为 Cu 纳米线电极n 型 GaN 的 I-V 曲线 ； 0016 图 2 为 Cu 纳米线电极p 型 GaN 的 I-V 曲线 ； 0017 图 3 为转移至玻璃基片上的 Cu 纳米线透明薄膜 ； 0018 图 4 为转移至 PET 塑料基片上的 Cu 纳米线透明薄膜 ； 0019 图 5 为转移至 PET 塑料基片上的经图案化后的 Cu 纳米线透明薄膜。。

13、 具体实施方式 0020 以下实施例将结合附图对本发明作进一步说明。 0021 实施例 1 0022 (1) 取 50mg Cu 纳米线， 经超声振荡 20min 分散在 10ml 正己烷中， 从中取 0.5ml， 用正己烷稀释至 30ml, 超声振荡 20min。 0023 (2) 从步骤 （1） 中取 10ml 溶液滴加到聚碳酸酯 （PP） 滤膜上， 经真空抽滤形成均匀 的 Cu 纳米线薄膜。 0024 (3) 将这种沉积有 Cu 纳米线薄膜的滤膜从抽滤头上揭下， 在空气中晾干。 0025 (4) 将沉积有 Cu 纳米线薄膜的滤膜平铺于 LED 片上。 0026 (5) 用微探针在 LED。

14、 电极区， 从背面施加一定压力， 保持 15s 左右。 0027 (6) 缓慢揭去滤膜后， Cu 纳米线薄膜就被转移到施加压力的区域。 0028 (7) 将覆盖有 Cu 纳米线薄膜电极的 LED 器件在真空中， 200加热 1h， 使电极与 LED 器件形成欧姆接触。 0029 实施例 2 0030 (1) 本实施例与实施例 1 的不同之处在于， 将沉积有 Cu 纳米线薄膜的滤膜覆盖在 n-GaN 外延片上， 在两头施加一定压力， 将 Cu 纳米线薄膜转移到 n-GaN 上。 说 明 书 CN 103426991 A 4 3/3 页 5 0031 (2) 将这种覆盖有 Cu 纳米线薄膜电极的 。

15、n-GaN 在 200真空中退火 1h, 并测试其 I-V 曲线， 测试结果如图 1 所示。 0032 实施例 3 0033 (1) 本实施例与实施例 1 的不同之处在于， 将沉积有 Cu 纳米线薄膜的滤膜覆盖在 p-GaN 外延片上， 在两头施加一定压力， 将 Cu 纳米线薄膜转移到 p-GaN 上。 0034 (2) 将这种覆盖有 Cu 纳米线薄膜电极的 p-GaN 外延片在 200真空中退火 1h, 并 测试其 I-V 曲线， 测试结果如图 2 所示。 0035 实施例 4 0036 (1) 取 50mg Cu 纳米线， 经超声振荡 20min 分散在 10ml 正己烷中， 从中取 0.。

16、5ml， 用正己烷稀释至 30ml, 超声振荡 20min ； 0037 (2) 从步骤 （1） 中取 10ml 溶液滴加到聚碳酸酯 （PP） 滤膜上， 经真空抽滤形成均匀 的 Cu 纳米线薄膜 ； 0038 (3) 将这种沉积有 Cu 纳米线薄膜的滤膜从抽滤头上揭下， 在空气中晾干 ； 0039 (4) 将沉积有 Cu 纳米线薄膜的滤膜平铺于玻璃基片， 从背面施加一均匀压力 ； 然 后， 缓慢揭去滤膜后， 在玻璃基片上形成均匀的 Cu 纳米线薄膜， 如图 3 所示。 0040 实施例 5 0041 本实施例与实施例4的区别在于， 将沉积在聚碳酸酯微孔滤膜上面的Cu纳米线薄 膜转移到透明 PET 基片上， 如图 4 所示。 0042 实施例 6 0043 本实施例与实施例 5 区别在于， 在聚碳酸酯滤膜的上面放置一个图案化的掩模， 从步骤 （1） 中取 10ml 溶液滴加到聚碳酸酯微孔滤膜上面的掩模缝隙上， 经真空抽滤在滤膜 上形成图案化的 Cu 纳米线薄膜， 转移到透明 PET 基片上， 形成图案化的 Cu 纳米线薄膜， 如 图 5 所示。 说 明 书 CN 103426991 A 5 1/2 页 6 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103426991 A 6 2/2 页 7 图 3 图 4 图 5 说 明 书 附 图 CN 103426991 A 7 。