[发明专利]一种利用受限光催化氧化改性ITO的方法及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用受限光氧化反应，用过硫酸铵对ITO进行改性的方法，以及改性后的ITO的用途。

背景技术

氧化铟锡（ITO）是指采用磁控溅射技术，在任意基材上，如聚合物、玻璃、金属等材料上溅射透明ITO导电薄膜镀层并经高温退火处理得到的高技术产品。ITO膜同时具有良好的导电性和透光性，适于制作透明显示电极，是平板显示器生产的重要原材料之一。

在实际制造一些功能化器件的时候，ITO表面进行可控的图案化改性是非常重要的。例如在生物领域，改性的表面可用于蛋白质吸附和细胞的生长。在电子领域，可用于微流控芯片、传感器和半导体材料的制备。

目前表面改性的方法主要有：（1）硬刻蚀：主要依赖于硬质掩模，借助于外场能量诸如光(紫外，X-射线)、粒子(电子，离子，中子)而进行图案制造与复制。最常用的方法就是光刻蚀。光源发出的光经过光掩模实现光的图案化辐射，再通过物镜组聚焦到表面的光敏胶上。光敏胶可以溶解刻蚀溶液进而使刻蚀溶液刻蚀基材，这样就得到了改性的表面。但是这种方法对设备的要求很高，而且成本也比较昂贵。（2）软刻蚀：主要包括微接触转印、毛细管辅助微流体、模塑等。这套技术的核心是使用聚二甲基硅氧烷作为印章，将油墨转印到材料表面。所转印的油墨主要是具有自组装性能的单分子层，其分子特征就是一段烷基链，其两端分别带有两个功能性基团。当具有表面微纳米结构的聚二甲基硅氧烷被压到材料表面时，在相接触的部分，吸附在聚二甲基硅氧烷表面的短链烷基分子可以通过其自带的一个功能性端基与材料表面进行键合，比如-SH与金表面组装，硅氧基团与硅羟基表面缩合等。但是上述方法在聚合物表面得到的单分子层并不像想象中的那样结构高度规整和分子完全有序取向，而存在很大程度的无序度，从而导致进一步应用的偏差。另外，改性表面需要用等离子处理也增加了成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有ITO表面改性方法存在的缺点，提供一种操作简单，几分钟内即可在ITO表面形成图案的ITO改性方法。

解决上述技术问题所采用的技术方案是：在ITO表面滴加质量分数为20%～40%的过硫酸铵水溶液，覆盖光掩模，在紫外光下照射，即可得到图案化的改性的ITO。

上述改性的ITO在制备ZnO阵列、TiO₂阵列、BaTiO₃阵列、CdS阵列、磷脂膜阵列、聚苯乙烯微球阵列、导电聚合物薄膜阵列、液晶阵列中的用途，其中二氧化钛、氧化锌、钛酸钡阵列采用低温液相沉积法制备，硫化镉、磷脂膜、聚苯乙烯微球、导电聚合物薄膜、液晶阵列采用旋涂法或浸涂法制备。

本发明利用受限光催化氧化反应可以方便快速的向ITO表面引入大量硫酸根基团，从而制造高亲水、离子化的功能性表面，所得到的图案化功能性表面可以作为制造各种半导体和陶瓷材料的分子模板。本发明以改性的ITO作为分子模板，采用低温液相沉积法可以快速、简单、高效的制备成无机半导体二氧化钛、氧化锌、钛酸钡阵列，采用简单的旋涂法或浸涂法可以快速、简单、高效的制备成硫化镉、磷脂膜、聚苯乙烯微球、导电聚合物薄膜、液晶阵列，为电子产业发展奠定了基础。

附图说明

图1是实施例1中光掩模的光学照片。

图2是实施例1改性的ITO的扫描电镜图。

图3是ITO的XPS图。

图4是实施例1改性的ITO的XPS图。

图5是水蒸汽凝结在实施例1改性的ITO上的光学照片。

图6是实施例4制备的ZnO阵列放大250倍的扫描电镜图。

图7是实施例4制备的ZnO阵列放大3000倍的扫描电镜图。

图8是实施例4制备的ZnO阵列的XRD图。

图9是实施例5制备的TiO₂阵列的光学照片。

图10是实施例6制备的CdS阵列的扫描电镜图。

图11是实施例7制备的导电聚合物膜阵列的光学照片。

图12是实施例8制备的BaTiO₃阵列的光学3D图。

图13是实施例9制备的磷脂膜阵列的光学照片。

图14是实施例10制备的聚苯乙烯微球阵列的光学照片。

图15是实施例11制备的液晶阵列的光学照片

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步详细说明，但本发明不限于这些实施例。

实施例1