CN113054058A - 一种柔性疏水基衬底上图案化刻蚀pedot:pss透明电极的紫外光刻方法 - Google Patents
一种柔性疏水基衬底上图案化刻蚀pedot:pss透明电极的紫外光刻方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113054058A CN113054058A CN202110281429.2A CN202110281429A CN113054058A CN 113054058 A CN113054058 A CN 113054058A CN 202110281429 A CN202110281429 A CN 202110281429A CN 113054058 A CN113054058 A CN 113054058A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- etching
- pedot
- drying
- patterning
- transparent electrode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims abstract description 107
- 238000005530 etching Methods 0.000 title claims abstract description 58
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 44
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 title claims abstract description 37
- 238000000059 patterning Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 238000000233 ultraviolet lithography Methods 0.000 title claims abstract description 30
- 229920001609 Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) Polymers 0.000 title abstract 4
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 title description 7
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 title description 7
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 title description 7
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 title description 7
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 61
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 claims abstract description 59
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 claims abstract description 43
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 claims abstract description 28
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 claims abstract description 27
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 26
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 238000002791 soaking Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 claims description 57
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 claims description 57
- 239000010408 film Substances 0.000 claims description 25
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 23
- 238000001259 photo etching Methods 0.000 claims description 15
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 11
- 238000009987 spinning Methods 0.000 claims description 11
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 9
- -1 Poly ethylene terephthalate Polymers 0.000 claims description 8
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 8
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 6
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 5
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 5
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229920000144 PEDOT:PSS Polymers 0.000 claims description 4
- 238000011161 development Methods 0.000 claims description 4
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 4
- OTYYBJNSLLBAGE-UHFFFAOYSA-N CN1C(CCC1)=O.[N] Chemical compound CN1C(CCC1)=O.[N] OTYYBJNSLLBAGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000010981 drying operation Methods 0.000 claims 1
- 238000001459 lithography Methods 0.000 claims 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 9
- 238000011160 research Methods 0.000 abstract description 5
- 238000000861 blow drying Methods 0.000 abstract description 2
- 238000001723 curing Methods 0.000 abstract description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 abstract 1
- 238000004506 ultrasonic cleaning Methods 0.000 abstract 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 23
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 17
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 8
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 5
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N ether Substances CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 4
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 3
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 3
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 3
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 3
- 238000000879 optical micrograph Methods 0.000 description 2
- HNJBEVLQSNELDL-UHFFFAOYSA-N pyrrolidin-2-one Chemical compound O=C1CCCN1 HNJBEVLQSNELDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 2
- LLLVZDVNHNWSDS-UHFFFAOYSA-N 4-methylidene-3,5-dioxabicyclo[5.2.2]undeca-1(9),7,10-triene-2,6-dione Chemical compound C1(C2=CC=C(C(=O)OC(=C)O1)C=C2)=O LLLVZDVNHNWSDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- FACXGONDLDSNOE-UHFFFAOYSA-N buta-1,3-diene;styrene Chemical compound C=CC=C.C=CC1=CC=CC=C1.C=CC1=CC=CC=C1 FACXGONDLDSNOE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000013007 heat curing Methods 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 238000007641 inkjet printing Methods 0.000 description 1
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
- H01L31/1884—Manufacture of transparent electrodes, e.g. TCO, ITO
- H01L31/1888—Manufacture of transparent electrodes, e.g. TCO, ITO methods for etching transparent electrodes
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
- G03F7/2002—Exposure; Apparatus therefor with visible light or UV light, through an original having an opaque pattern on a transparent support, e.g. film printing, projection printing; by reflection of visible or UV light from an original such as a printed image
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing conductors or cables
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/549—Organic PV cells
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
Abstract
一种柔性疏水基衬底上图案化刻蚀PEDOT:PSS透明电极的紫外光刻方法，本发明涉及一种柔性疏水基衬底上图案化刻蚀PEDOT:PSS透明电极的紫外光刻方法。本发明的目的是要解决现有在柔性疏水基衬底上旋涂水基溶液时，难实现良好的图案化刻蚀的问题，本发明在清洗后的基底上旋涂聚酰亚胺，固化后再旋涂光刻胶，烘干后得到光刻胶层；使用紫外光刻机曝光将光刻胶层图案化，烘干后获得带有预设图案光刻胶层的基底；在带有预设图案化光刻胶层的基底上旋涂法沉积PEDOT:PSS薄膜，浸泡在有机溶剂中，超声清洗，氮气吹干即完成。本发明应用于有机薄膜电极加工刻蚀及应用研究领域。
Description
技术领域
本发明涉及一种柔性疏水基衬底上图案化刻蚀PEDOT:PSS透明电极的紫外光刻方法。
背景技术
随着煤炭、石油等传统能源快速消耗，为防止出现资源紧张的局面，新能源的利用，如太阳能电池等成为重要绿色产业。其中可作为电池阳极的新型透明电极PEDOT:PSS薄膜及该薄膜的图案化刻蚀处理是电池的深层次开发及薄膜的广泛应用的技术基础。另外，当前民用显示技术的发展对可穿戴器件、柔性显示等技术提出了更高的要求，亟需新型柔性电极及对柔性衬底上电极的图案化刻蚀技术。柔性衬底多为有机高聚物，疏水性较强，新型透明电极PEDOT:PSS通过水基溶液旋涂后烘干获得，在柔性衬底上粘附性较差。全衬底型的透明电极是初步应用，可图案化刻蚀技术是柔性电控器件的发展基础。
有机薄膜刻蚀技术应用较多的是直写技术、光刻工艺结合反应离子刻蚀、电子束曝光技术等。其中直写技术应用广泛，包涵激光直写、电子束扫描直写刻蚀、离子束直写刻蚀等技术。一般多应用于小尺度刻蚀，刻蚀周期较长、成本及产能考虑更适用于科学研究。电子束曝光刻蚀技术需要对线条进行单独曝光，与直写技术同样存在制作周期长、成本高，产业化困难的问题。
反应离子刻蚀工艺在科研工作中是对PEDOT:PSS薄膜刻蚀较为成熟的技术，需要结合光刻掩膜曝光工艺制作一层牺牲层或保护层。可刻蚀衬底尺寸相对较大但是对于有机衬底如聚酰亚胺层上的PEDOT:PSS电极需要单独设计牺牲层及设计每层反应气体种类及流量，且存在有机柔性衬底被过刻蚀的风险。大面积刻蚀技术还有纳米压印刻蚀技术，其精度受限于模板精度且需要结合反应离子刻蚀技术。喷墨打印技术也可用于制作图案化透明电极，其精度依赖于喷墨打印机的微打印头尺寸，精度一般低于100μm。
柔性疏水基衬底如聚酰亚胺上旋涂水基溶液时由于衬底疏水性较强，PEDOT:PSS溶液附着性差，因此更难实现良好的图案化刻蚀。
发明内容
本发明的目的是要解决现有在柔性疏水基衬底上旋涂水基溶液时，难实现良好的图案化刻蚀的问题，提供一种柔性疏水基衬底上图案化刻蚀PEDOT:PSS透明电极的紫外光刻方法。
本发明一种柔性疏水基衬底上图案化刻蚀PEDOT:PSS透明电极的紫外光刻方法，是按以下步骤完成的：一、在清洁后的基底上旋涂聚酰亚胺，烘干后得到亚胺化的衬底；
二、在亚胺化的衬底上旋涂光刻胶、烘干，重复涂胶、烘干步骤操作，得到光刻胶层；旋涂时匀胶机的转速为1000rpm-3000rpm，旋涂时间为30s-60s；
三、使用紫外光刻机对光刻胶进行掩膜曝光，烘干后显影获得带有预设图案光刻胶层的衬底；
四、在带有预设图案的光刻胶层上使用匀胶机旋涂PEDOT:PSS水溶液，加热烘干，烘干的温度为50℃-70℃，时间为60s-180s；然后置于有机溶剂中浸泡并振荡，超声清洗，氮气吹干后进行烘干固定处理，将聚酰亚胺衬底从基底上剥离，即得到聚酰亚胺衬底上图案化的有机薄膜PEDOT:PSS电极。
本发明的优点：(1)本发明采用传统的经典紫外曝光刻蚀工艺，成熟稳定，刻蚀精度取决于掩模版及光刻机精度，可达到微米量级。
(2)本发明在光滑疏水的聚酰亚胺基底上旋涂光刻胶光刻后再旋涂水基的PEDOT:PSS溶液，光刻后光刻胶形成的微图案增大了溶液的附着度，无需对聚酰亚胺基底进行特殊处理即实现了在疏水性聚酰亚胺上PEDOT:PSS薄膜的旋涂。传统工艺中疏水性基底上的薄膜旋涂需要对基底进行特定的亲水处理且后续PEDOT:PSS薄膜刻蚀工艺也不成熟，本发明同时解决了这两个问题。
(3)在已经图案化的光刻胶层上旋涂PEDOT:PSS溶液后改进PEDOT:PSS薄膜的加热固化步骤及参数，一方面微结构的存在会增加附着性，另一方面加热后增加了膜的稳定性，加热温度及时间很重要，因为如果温度不够或者时间太短，会导致过度脱落，如果温度高或者时间长，会导致薄膜完全一体，振荡及超声无法图案化脱离,改良后的工艺增加了PEDOT:PSS薄膜的附着稳定性，同时控制刻蚀结构处的薄膜与需清除部分的薄膜在振荡及超声时快速分离，实现了PEDOT:PSS薄膜的剥离刻蚀(Lift-off)工艺。
(4)本发明中光刻工艺适用于少量、批量柔性疏水基底上PEDOT:PSS透明电极的刻蚀，成本低，产业化前景广阔。
(5)本发明采用紫外光刻技术一次曝光即可实现柔性基底电极刻蚀，时间短，适用于批量快速生产。
(6)新型透明电极PEDOT:PSS薄膜在柔性基底如聚酰亚胺上的刻蚀工艺为水基溶液旋涂成膜后在柔性基底上的图案化及深层次、广泛应用提供了技术基础，为柔性显示及可穿戴设备的设计制作提供了重要的工业基础。
附图说明
图1、实施例1中在柔性疏水基衬底上图案化刻蚀PEDOT:PSS电极的流程示意图；1、石英基底；2、聚酰亚胺薄膜；3、光刻胶；4、掩膜版；5、紫外曝光；6、PEDOT:PSS薄膜；
图2、实施例1中台阶仪测量柔性疏水基衬底上三次低转速旋涂获得光刻胶的厚度图；
图3、实施例1中柔性疏水基衬底上图案化的PEDOT:PSS薄膜光学显微图片，刻蚀精度为20μm；
图4、对比实施例1中用台阶仪测量光刻胶的厚度图；
图5、对比实施例1中柔性疏水基衬底上PEDOT:PSS薄膜光学显微图片；
图6、对比实施例2中旋涂PEDOT:PSS溶液经过常规加热固化步骤后的柔性疏水基衬底上PEDOT:PSS薄膜光学显微图片。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式一种柔性疏水基衬底上图案化刻蚀PEDOT:PSS透明电极的紫外光刻方法，是按以下步骤完成的：一、在清洁后的基底上旋涂聚酰亚胺，烘干后得到亚胺化的衬底；
二、在亚胺化的衬底上旋涂光刻胶、烘干，重复涂胶、烘干步骤操作，得到光刻胶层；旋涂时匀胶机的转速为1000rpm-3000rpm，旋涂时间为30s-60s；
三、使用紫外光刻机对光刻胶进行掩膜曝光，烘干后显影获得带有预设图案光刻胶层的衬底；
四、在带有预设图案的光刻胶层上使用匀胶机旋涂PEDOT:PSS水溶液，加热烘干，烘干的温度为50℃-70℃，时间为60s-180s；然后置于有机溶剂中浸泡并振荡，超声清洗，氮气吹干后进行烘干固定处理，将聚酰亚胺衬底从基底上剥离，即得到聚酰亚胺衬底上图案化的有机薄膜PEDOT:PSS电极。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤一旋涂聚酰亚胺溶液时匀胶机转速为1000rpm-5000rpm，旋涂时间为30s-60s。其他与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：步骤一中聚酰亚胺溶液的固含量为20％，粘度为5000-6000cP。其他与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：步骤一中的烘干为热台100℃烘干10min，再250℃烘干30min。其他与具体实施方式一至三之一相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是：步骤二中重复旋涂、烘干操作1-3次。其他与具体实施方式一至四之一相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是：步骤二中的烘干是100℃加热90s。其他与具体实施方式一至五之一相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是：步骤二光刻胶为Lift off光刻胶。其他与具体实施方式一至六之一相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是：步骤二中旋涂时匀胶机的转速为2000rpm，旋涂时间为50s。其他与具体实施方式一至七之一相同。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同的是：步骤二获得的光刻胶层厚度大于预刻蚀的PEDOT:PSS薄膜的厚度。其他与具体实施方式一至八之一相同。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一至九之一不同的是：步骤三中曝光时间为1s-2s，曝光能量密度20mW/cm2,烘干为105℃下保持60s，显影时间为60s。其他与具体实施方式一至九之一相同。
具体实施方式十一：本实施方式与具体实施方式一至十之一不同的是：步骤四中旋涂转速4000rpm-8000rpm，时间40s-60s。其他与具体实施方式一至十之一相同。
具体实施方式十二：本实施方式与具体实施方式一至十一之一不同的是：步骤四中加热烘干的温度为50℃，时间为120s。其他与具体实施方式一至十一之一相同。
具体实施方式十三：本实施方式与具体实施方式一至十二之一不同的是：步骤四中有机溶剂为丙酮、乙醇或氮甲基吡咯烷酮。其他与具体实施方式一至十二之一相同。
具体实施方式十四：本实施方式与具体实施方式一至十三之一不同的是：步骤四中超声功率为20W-80W，时间为1-10s。其他与具体实施方式一至十三之一相同。
具体实施方式十五：本实施方式与具体实施方式一至十四之一不同的是：步骤四烘干固定处理是在90℃-110℃下保持10min。其他与具体实施方式一至十四之一相同。
具体实施方式十六：本实施方式与具体实施方式一至十五之一不同的是：基底为硅片基底或石英基底。其他与具体实施方式一至十五之一相同。
为验证本发明的有益效果进行了以下实验：
实施例1
一种柔性疏水基衬底上图案化刻蚀PEDOT:PSS透明电极的紫外光刻方法，是按以下步骤完成的：一、将石英片基底依次在去离子水、丙酮、异丙醇中超声振荡清洗10min，氮气吹干备用；
二、在清洁后的基底上旋涂聚酰亚胺溶液，转速4000rpm,匀胶时间40s,热台100℃烘干10min，250℃烘干30min进行亚胺化，得到亚胺化的衬底；
三、在亚胺化的衬底上旋涂lift off型负胶、烘干，重复涂胶、烘干步骤操作两次，得到光刻胶层；旋涂时匀胶机的转速为2000rpm，旋涂时间为50s，热台100℃烘干90s；
四、使用紫外光刻机对光刻胶进行掩膜曝光，烘干后显影获得带有预设图案光刻胶层的衬底；掩模版图形最小线条间隔为20微米，紫外光刻机曝光2s，热台105℃烘干90s，通用显影液显影60s，氮气吹干备用，台阶仪测试厚度如图2，光刻胶厚度约为5μm；
五、在带有预设图案的光刻胶层上使用匀胶机旋涂PEDOT:PSS水溶液，转速为5500rpm，匀胶时间50s，热台上50℃加热烘干2min；然后置于氮甲基吡咯烷酮中浸泡并振荡摇晃振荡5min，中间多次更换浸泡液，再超声振荡3s，氮气吹干后进行烘干固定处理，刻蚀结果如图3所示，两线条之间最小间隔为20μm，刻蚀效果良好；剥离后得到聚酰亚胺衬底上图案化的有机薄膜PEDOT:PSS电极。本实施中PEDOT:PSS水溶液型号是Clevios PH 1000，是从德国贺利氏公司购买的，固含量为1.2％-1.5％，典型值为1.5％。光刻胶型号是Rol7133，是从西安博研微纳信息科技有限公司购买的；聚酰亚胺固含量为20％，粘度为5000-6000cP，是从苏州倚顿新材料有限公司购买的；紫外光刻机的型号为URE2000/35。
本实施例柔性疏水基衬底上图案化刻蚀PEDOT:PSS透明电极的流程图如图1所示。
对比实施例1：
图案化刻蚀PEDOT:PSS透明电极的紫外光刻方法，是按以下步骤完成的：
一、将石英片基底依次在去离子水、丙酮、异丙醇中超声振荡清洗10min，氮气吹干备用；
二、在清洁后的基底上旋涂聚酰亚胺溶液，转速4000rpm,匀胶时间40s,热台100℃烘干10min，250℃烘干30min进行亚胺化，得到亚胺化的衬底；
三、黄光室中在亚胺化的衬底上旋涂lift off型负胶、烘干，得到光刻胶层；旋涂时匀胶机的转速为2000rpm，旋涂时间为50s，热台100℃烘干90s；
四、使用紫外光刻机对光刻胶进行掩膜曝光，烘干后显影获得带有预设图案光刻胶层的衬底；掩模版图形最小线条间隔为20微米，紫外光刻机曝光2s，热台105℃烘干90s，通用正胶显影液显影60s，氮气吹干备用，台阶仪测试厚度如图4，光刻胶厚度约为2.5μm；
五、在带有预设图案的光刻胶层上使用匀胶机旋涂PEDOT:PSS水溶液，转速为5500rpm，匀胶时间50s；然后置于氮甲基吡咯烷酮中浸泡并振荡然后置于氮甲基吡咯烷酮中浸泡并振荡摇晃振荡5min，中间多次更换浸泡液，再超声振荡3s，氮气吹干后进行烘干固定处理，刻蚀结果如图5所示，两线条之间最小间隔为20μm，但正常工艺刻蚀效果较差，PEDOT:PSS薄膜大面积脱落。
本实施例中PEDOT:PSS水溶液型号是Clevios PH 1000，是从德国贺利氏公司购买的，固含量为1.2％-1.5％，典型值为1.5％。光刻胶型号是Rol7133，是从西安博研微纳信息科技有限公司购买的；聚酰亚胺固含量为20％，粘度为5000-6000cP，是从苏州倚顿新材料有限公司购买的；紫外光刻机的型号为URE2000/35。
对比实施例2：
图案化刻蚀PEDOT:PSS透明电极的紫外光刻方法，是按以下步骤完成的：
一、将石英片基底依次在去离子水、丙酮、异丙醇中超声振荡清洗10min，氮气吹干备用；
二、在清洁后的基底上旋涂聚酰亚胺溶液，转速4000rpm,匀胶时间40s,热台100℃烘干10min，250℃烘干30min进行亚胺化，得到亚胺化的衬底；
三、黄光室中在亚胺化的衬底上旋涂lift off型负胶、烘干，重复涂胶、烘干步骤操作两次，得到光刻胶层；旋涂时匀胶机的转速为2000rpm，旋涂时间为50s，热台100℃烘干90s；
四、使用紫外光刻机对光刻胶进行掩膜曝光，烘干后显影获得带有预设图案光刻胶层的衬底；掩模版图形最小线条间隔为50微米，紫外光刻机曝光2s，热台105℃烘干90s，通用正胶显影液显影60s，氮气吹干备用，光刻胶厚度约为5μm；
五、在带有预设图案的光刻胶层上使用匀胶机旋涂PEDOT:PSS水溶液，转速为5500rpm，匀胶时间50s，热台90℃烘干10min；然后置于氮甲基吡咯烷酮中浸泡并振荡然后置于氮甲基吡咯烷酮中浸泡并振荡摇晃振荡5min，中间多次更换浸泡液，再超声振荡3s，氮气吹干后进行烘干固定处理，刻蚀结果如图6所示，两线条之间最小间隔为50μm，但正常工艺刻蚀效果较差，PEDOT:PSS薄膜完全附着，无法通过超声振荡脱落。
实施例中PEDOT:PSS水溶液型号是Clevios PH 1000，是从德国贺利氏公司购买的，固含量为1.2％-1.5％，典型值为1.5％。光刻胶型号是Rol7133，是从西安博研微纳信息科技有限公司购买的；聚酰亚胺固含量为20％，粘度为5000-6000cP，是从苏州倚顿新材料有限公司购买的；紫外光刻机的型号为URE2000/35。
Claims (15)
1.一种柔性疏水基衬底上图案化刻蚀PEDOT:PSS透明电极的紫外光刻方法，其特征在于它是按以下步骤完成的：一、在清洁后的基底上旋涂聚酰亚胺溶液，烘干后得到亚胺化的衬底；
二、在亚胺化的衬底上旋涂光刻胶、烘干，重复涂胶、烘干步骤操作，得到光刻胶层；旋涂光刻胶时匀胶机的转速为1000rpm-3000rpm，旋涂时间为30s-60s；
三、使用紫外光刻机对光刻胶进行掩膜曝光，烘干后显影获得带有预设图案光刻胶层的衬底；
四、在带有预设图案的光刻胶层上使用匀胶机旋涂PEDOT:PSS水溶液，加热烘干，烘干的温度为50℃-70℃，时间为60s-180s；然后置于有机溶剂中浸泡并振荡，超声清洗，氮气吹干后进行烘干固定处理，将聚酰亚胺衬底从基底上剥离，即得到聚酰亚胺衬底上图案化的有机薄膜PEDOT:PSS电极。
2.根据权利要求1所述的一种柔性疏水基衬底上图案化刻蚀PEDOT:PSS透明电极的紫外光刻方法，其特征在于步骤一旋涂聚酰亚胺溶液时匀胶机转速为1000rpm-5000rpm，旋涂时间为30s-60s。
3.根据权利要求1所述的一种柔性疏水基衬底上图案化刻蚀PEDOT:PSS透明电极的紫外光刻方法，其特征在于步骤一中聚酰亚胺溶液的固含量为20％，粘度为5000-6000cP。
4.根据权利要求1所述的一种柔性疏水基衬底上图案化刻蚀PEDOT:PSS透明电极的紫外光刻方法，其特征在于步骤一中的烘干为热台100℃烘干10min，再250℃烘干30min。
5.根据权利要求1所述的一种柔性疏水基衬底上图案化刻蚀PEDOT:PSS透明电极的紫外光刻方法，其特征在于步骤二光刻胶为通用正胶Lift off光刻胶。
6.根据权利要求1所述的一种柔性疏水基衬底上图案化刻蚀PEDOT:PSS透明电极的紫外光刻方法，其特征在于步骤二中的烘干是100℃加热90s。
7.根据权利要求1所述的一种柔性疏水基衬底上图案化刻蚀PEDOT:PSS透明电极的紫外光刻方法，其特征在于步骤二中重复旋涂、烘干操作1-3次。
8.根据权利要求1所述的一种柔性疏水基衬底上图案化刻蚀PEDOT:PSS透明电极的紫外光刻方法，其特征在于步骤二中旋涂时匀胶机的转速为2000rpm，旋涂时间为50s。
9.根据权利要求1所述的一种柔性疏水基衬底上图案化刻蚀PEDOT:PSS透明电极的紫外光刻方法，其特征在于步骤二获得的光刻胶层厚度大于预刻蚀的PEDOT:PSS薄膜的厚度。
10.根据权利要求1所述的一种柔性疏水基衬底上图案化刻蚀PEDOT:PSS透明电极的紫外光刻方法，其特征在于步骤三中曝光时间为1s-2s，曝光能量密度20mW/cm2，烘干为105℃下保持60s，显影时间为60s。
11.根据权利要求1所述的一种柔性疏水基衬底上图案化刻蚀PEDOT:PSS透明电极的紫外光刻方法，其特征在于步骤四中旋涂转速4000rpm-8000rpm，时间40s-60s。
12.根据权利要求1所述的一种柔性疏水基衬底上图案化刻蚀PEDOT:PSS透明电极的紫外光刻方法，其特征在于步骤四中加热烘干的温度为50℃，时间为120s。
13.根据权利要求1所述的一种柔性疏水基衬底上图案化刻蚀PEDOT:PSS透明电极的紫外光刻方法，其特征在于步骤四中有机溶剂为丙酮、乙醇或氮甲基吡咯烷酮。
14.根据权利要求1所述的一种柔性疏水基衬底上图案化刻蚀PEDOT:PSS透明电极的紫外光刻方法，其特征在于步骤四中超声功率为20W-80W，时间为1-10s。
15.根据权利要求1所述的一种柔性疏水基衬底上图案化刻蚀PEDOT:PSS透明电极的紫外光刻方法，其特征在于步骤四烘干固定处理是在90℃-110℃下保持10min。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110281429.2A CN113054058B (zh) | 2021-03-16 | 2021-03-16 | 一种柔性疏水基衬底上图案化刻蚀pedot:pss透明电极的紫外光刻方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110281429.2A CN113054058B (zh) | 2021-03-16 | 2021-03-16 | 一种柔性疏水基衬底上图案化刻蚀pedot:pss透明电极的紫外光刻方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113054058A true CN113054058A (zh) | 2021-06-29 |
| CN113054058B CN113054058B (zh) | 2023-07-25 |
Family
ID=76512655
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110281429.2A Active CN113054058B (zh) | 2021-03-16 | 2021-03-16 | 一种柔性疏水基衬底上图案化刻蚀pedot:pss透明电极的紫外光刻方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113054058B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113573481A (zh) * | 2021-07-22 | 2021-10-29 | 西南交通大学 | 一种全有机透明柔性印刷电路及其制备方法 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050196969A1 (en) * | 2002-03-27 | 2005-09-08 | Gunner Alec G. | Method of preparation of organic optoelectronic and electronic devices and devices thereby obtained |
| CN102650777A (zh) * | 2011-08-25 | 2012-08-29 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种显示器及其制备方法 |
| CN106299123A (zh) * | 2016-10-11 | 2017-01-04 | 北京科技大学 | 一种图案化有机电极pedot:pss的方法 |
| JP2019023274A (ja) * | 2017-07-21 | 2019-02-14 | エスケイシー ハイテク アンド マーケティング カンパニー リミテッド | 導電性コーティング液組成物および該組成物から製造された導電層を含むフレキシブルディスプレイ用透明導電性フィルム |
| WO2019136624A1 (zh) * | 2018-01-10 | 2019-07-18 | 孙宽 | 一种可规模化制备柔性透明电极的方法 |
| US20200006660A1 (en) * | 2018-06-27 | 2020-01-02 | Korea Institute Of Industrial Technology | Method of forming conductive polymer thin film pattern |
| CN112038452A (zh) * | 2020-09-10 | 2020-12-04 | 哈尔滨工业大学 | 一种基于紫外光刻工艺的pedot:pss电极的快速图案化刻蚀方法 |
-
2021
- 2021-03-16 CN CN202110281429.2A patent/CN113054058B/zh active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050196969A1 (en) * | 2002-03-27 | 2005-09-08 | Gunner Alec G. | Method of preparation of organic optoelectronic and electronic devices and devices thereby obtained |
| CN102650777A (zh) * | 2011-08-25 | 2012-08-29 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种显示器及其制备方法 |
| CN106299123A (zh) * | 2016-10-11 | 2017-01-04 | 北京科技大学 | 一种图案化有机电极pedot:pss的方法 |
| JP2019023274A (ja) * | 2017-07-21 | 2019-02-14 | エスケイシー ハイテク アンド マーケティング カンパニー リミテッド | 導電性コーティング液組成物および該組成物から製造された導電層を含むフレキシブルディスプレイ用透明導電性フィルム |
| WO2019136624A1 (zh) * | 2018-01-10 | 2019-07-18 | 孙宽 | 一种可规模化制备柔性透明电极的方法 |
| US20200006660A1 (en) * | 2018-06-27 | 2020-01-02 | Korea Institute Of Industrial Technology | Method of forming conductive polymer thin film pattern |
| CN112038452A (zh) * | 2020-09-10 | 2020-12-04 | 哈尔滨工业大学 | 一种基于紫外光刻工艺的pedot:pss电极的快速图案化刻蚀方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113573481A (zh) * | 2021-07-22 | 2021-10-29 | 西南交通大学 | 一种全有机透明柔性印刷电路及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN113054058B (zh) | 2023-07-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Hauser et al. | Honeycomb texturing of silicon via nanoimprint lithography for solar cell applications | |
| CN101872120B (zh) | 一种图形化石墨烯的制备方法 | |
| CN102243435B (zh) | 一种通过正负光刻胶复合显影制备微纳米流体系统的方法 | |
| CN104195518A (zh) | 一种黑色吸光薄膜及其制备方法 | |
| CN111522208A (zh) | 使用正胶做掩膜进行金属薄膜剥离的方法 | |
| CN104849783A (zh) | 基于纳米压印工艺的可见与近红外光吸收体及其加工方法 | |
| CN105355543B (zh) | 基于蚕丝纤维的图案化半导体聚合物薄膜制备方法 | |
| CN113054058A (zh) | 一种柔性疏水基衬底上图案化刻蚀pedot:pss透明电极的紫外光刻方法 | |
| CN112038452B (zh) | 一种基于紫外光刻工艺的pedot:pss电极的快速图案化刻蚀方法 | |
| CN112349869B (zh) | 一种纳米压印制备oled阳极的方法 | |
| CN101654217B (zh) | 一种制作微元件的方法 | |
| CN110911273B (zh) | 一种大面积图案化石墨烯的制备方法 | |
| CN106505148A (zh) | 一种基于迭片电极的有机薄膜场效应晶体管及其制备方法 | |
| CN102243436B (zh) | 一种几何约束下的电场诱导微复型方法 | |
| CN111392684A (zh) | 一种基于微结构的超浸润表面及其制备方法 | |
| CN204575880U (zh) | 一种基于纳米压印工艺的可见与近红外光吸收体 | |
| CN108314993B (zh) | 一种大面积柔性疏水多孔硅膜的制备方法 | |
| CN113299541B (zh) | 一种集成大面积二维材料器件制备工艺 | |
| CN116351485A (zh) | 一种耐溶剂、抗氧化、抗腐蚀微流控芯片及其简易制备方法和应用 | |
| Shi et al. | A micropatterning technique to fabricate organic thin-film transistors on various substrates | |
| CN114789988A (zh) | 一种高度可控的聚合物微米线阵列的制备方法 | |
| CN114200797B (zh) | 一种用于纳米压印金属光栅拼接对齐的掩模及金属光栅拼接方法 | |
| CN107814353A (zh) | 在透明柔性衬底上制备纳米针尖阵列的方法 | |
| KR20180061102A (ko) | 태양전지의 전극형성방법 | |
| CN114283994B (zh) | 一种嵌入式金属网格柔性电极薄膜及其制备方法和应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |