CN108103534A - 一种金属网格膜的制备方法 - Google Patents

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汤永康
马立云
金良茂
甘治平
李刚
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Abstract

本发明公开一种金属网格膜的制备方法，包括以下步骤：S1、在基底表面制备均匀的单层聚苯乙烯微球胶体晶体；S2、以步骤S1处理后的基底为阴极，以准备镀制的金属为阳极，以该金属的盐溶液为电镀液，采用电化学沉积工艺，以单层聚苯乙烯微球胶体晶体为模板在基底表面沉积金属层；S3、去除单层聚苯乙烯微球胶体晶体，留在基底表面的金属层即是金属网格膜；电化学沉积时，被电离的金属离子沉积在聚苯乙烯微球胶体晶体的间隙之间，通过调节沉积时间与沉积电流密度，即可控制金属层的沉积厚度，去除模板后即得到金属网格膜；根据需要改变聚苯乙烯微球的尺寸，即可以改变金属网格膜的网孔大小，从而使金属网格膜的光学透过率精准可控。

Description

一种金属网格膜的制备方法
技术领域
本发明涉透明导电膜制造技术领域，具体是一种金属网格膜的制备方法。
背景技术
金属网格膜是透明导电膜中备受关注的一种，具有非常强的实用性，不同于常规的ITO、FTO、AZO等透明导电膜，这些传统的透明导电膜有自身固有的缺陷。如ITO的脆性使其难以实现弯折，AZO的导电性相对较低，目前还不能取代ITO的市场地位，只能应用在一些特定的领域如铜铟镓硒太阳能薄膜电池的电极等，所以研究者一直在寻找一种具有优良光电性能的替代品能够应用在各种所需要的领域。
金属网格膜由于其独特的构造和高透过低电阻等特点克服了以上诸多缺陷被广泛研究并应用在透明导电器件的组装、触摸屏、微电子器件制备、芯片制造、电子屏蔽等高端制造领域。
目前金属网格膜的制备方法总体来说普遍是采用模板法，例如采用光刻技术及其他如高分子类聚合物模板等，而常用的光刻法强烈依赖于相应的光刻制备，并且高端的刻蚀设备极其昂贵，并且步骤复杂。此外，也可利用制备金属纳米线来组装制备金属网格，但是金属纳米线的制备也是一个复杂且需精细控制的过程，而且金属纳米线的镀膜或网格组装过程亦难以控制。
发明内容
本发明的目的在于提供一种金属网格膜的制备方法，该方法能够对金属网格膜的透过率实现精准控制，且制备过程简单，容易实现。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种金属网格膜的制备方法，包括以下步骤：
S1、在基底表面制备均匀的单层聚苯乙烯微球胶体晶体；
S2、以步骤S1处理后的基底为阴极，以准备镀制的金属为阳极，以该金属的盐溶液为电镀液，采用电化学沉积工艺，以单层聚苯乙烯微球胶体晶体为模板在基底表面沉积金属层；
S3、去除单层聚苯乙烯微球胶体晶体，留在基底表面的金属层即是金属网格膜。
进一步的，步骤S1制备单层聚苯乙烯微球胶体晶体采用垂直浸渍自组装法、聚苯乙烯乳液直接滴加法、聚苯乙烯乳液旋涂法或LB界面法。
进一步的，步骤S2准备镀制的金属为铜、铝、锌、镍或银。
进一步的，步骤S3采用将基底置于环己烷与丙酮的混合溶剂中浸泡的方式去除单层聚苯乙烯微球胶体晶体，环己烷与丙酮的体积比为1:5～5:1。
进一步的，浸泡温度为30℃～100℃。
进一步的，所述基底为ITO玻璃基底或柔性导电基底。
本发明的有益效果是：
一、以单层聚苯乙烯微球胶体晶体为模板，电化学沉积时，被电离的金属离子沉积在聚苯乙烯微球胶体晶体的间隙之间，通过调节沉积时间与沉积电流密度，即可控制金属层的沉积厚度，去除模板后即得到金属网格膜；
二、根据需要改变聚苯乙烯微球的尺寸，即可以改变金属网格膜的网孔大小，从而使金属网格膜的光学透过率精准可控；
三、本发明不涉及高温热处理过程，同样适用于采用柔性基底制膜。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：
图1是本发明步骤S1的示意图；
图2是本发明步骤S2的示意图；
图3是本发明步骤S2制备得到金属层的放大示意图；
图4是本发明步骤S3的示意图；
图5是本发明制备得到金属网格膜的放大示意图；
图6是图5的俯视图。
具体实施方式
本发明提供一种金属网格膜的制备方法，包括以下步骤：
S1、如图1所示，采用垂直浸渍自组装法、聚苯乙烯乳液直接滴加法、聚苯乙烯乳液旋涂法或LB界面法在基底1表面制备均匀的单层聚苯乙烯微球胶体晶体2；基底1可采用ITO玻璃基底或柔性导电基底；
S2、结合图2与图3所示，以步骤S1处理后的基底1为阴极，以准备镀制的金属3为阳极，以该金属的盐溶液为电镀液4，采用电化学沉积工艺，以单层聚苯乙烯微球胶体晶体2为模板在基底表面沉积金属层5；
准备镀制的金属可以采用铜、铝、锌、镍或银，本实施例以铜为例，对应的金属盐溶液为CuSO4•5H2O，同时可在CuSO4•5H2O中混入CuCl2，能够调整离子的迁移能力；电镀液铜离子初始浓度为0.1mol/L，以H2SO4调整pH为3.5，以计时电位恒电流法在35℃下沉积金属层，通过设置电流大小控制基底电流密度为1.0A/dm2；金属阳离子在电流的作用下沉积在阴极，并得到电子被还原成金属原子实现金属薄膜的沉积，金属离子会优先沉积于聚苯乙烯微球胶体晶体2的间隙，最终得到金属层5；
S3、结合图4所示，去除单层聚苯乙烯微球胶体晶体，采用将基底1置于环己烷与丙酮的混合溶剂6中浸泡去除单层聚苯乙烯微球胶体晶体，环己烷与丙酮的体积比为1:5～5:1，浸泡温度为30℃～100℃；结合图5与图6所示，留在基底表面的金属层5即是金属网格膜。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (6)

1.一种金属网格膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、在基底表面制备均匀的单层聚苯乙烯微球胶体晶体；
S2、以步骤S1处理后的基底为阴极，以准备镀制的金属为阳极，以该金属的盐溶液为电镀液，采用电化学沉积工艺，以单层聚苯乙烯微球胶体晶体为模板在基底表面沉积金属层；
S3、去除单层聚苯乙烯微球胶体晶体，留在基底表面的金属层即是金属网格膜。
2.根据权利要求1所述的一种金属网格膜的制备方法，其特征在于，步骤S1制备单层聚苯乙烯微球胶体晶体采用垂直浸渍自组装法、聚苯乙烯乳液直接滴加法、聚苯乙烯乳液旋涂法或LB界面法。
3.根据权利要求1或2所述的一种金属网格膜的制备方法，其特征在于，步骤S2准备镀制的金属为铜、铝、锌、镍或银。
4.根据权利要求1或2所述的一种金属网格膜的制备方法，其特征在于，步骤S3采用将基底置于环己烷与丙酮的混合溶剂中浸泡的方式去除单层聚苯乙烯微球胶体晶体，环己烷与丙酮的体积比为1:5～5:1。
5.根据权利要求4所述的一种金属网格膜的制备方法，其特征在于，浸泡温度为30℃～100℃。
6.根据权利要求1所述的一种金属网格膜的制备方法，其特征在于，所述基底为ITO玻璃基底或柔性导电基底。
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