[發(fā)明專利]柔性襯底處理裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710030789.9
• 申請日: 2012-11-23
• 公開（公告）號: CN106868532A
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高橋?qū)?/a>;齋藤祐美子;桃純平;森若圭恵;楠本直人
• 申請（專利權(quán)）人: 株式會社半導(dǎo)體能源研究所
• 主分類號: C25B3/04
• 分類號: C25B3/04;C25D1/18;C25D5/48;C25D7/06;C25D9/02;C25D11/00;C25D13/04;C25D13/16
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 李志強(qiáng),黃念

本申請是原案申請日為2012年11月23日、原案申請?zhí)枮?01210481473.9、發(fā)明名稱為“柔性襯底處理裝置”的專利申請的分案申請。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種柔性襯底處理裝置。

背景技術(shù)

近年來，作為具有優(yōu)異的導(dǎo)電性、柔性及機(jī)械強(qiáng)度的電子材料，作為碳材料之一的石墨烯引人注目，而正在研究將石墨烯應(yīng)用于各種產(chǎn)品。

例如，將石墨烯應(yīng)用于鋰二次電池及鋰離子電容器等蓄電裝置也是一個(gè)實(shí)例。通過用石墨烯覆蓋該蓄電裝置的電極或?qū)⑹┗旌系皆撔铍娧b置的電極，可以提高該電極的導(dǎo)電性。

作為石墨烯的制造方法的一個(gè)實(shí)例，專利文獻(xiàn)1公開了在存在堿的狀態(tài)下將氧化石墨還原的方法。作為形成該氧化石墨的方法，可以舉出：將硫酸、硝酸及氯酸鉀用作氧化劑的方法；將硫酸及過錳酸鉀用作氧化劑的方法；以及將氯酸鉀及發(fā)煙硝酸用作氧化劑的方法等。

對包含通過上述方法得到的氧化石墨的液體進(jìn)行超聲波處理或攪拌來剝離氧化石墨，而形成氧化石墨烯。接著，通過在存在堿的狀態(tài)下進(jìn)行氧化石墨烯的還原處理，可以生成石墨烯。

另外，也可以通過進(jìn)行加熱處理將氧化石墨烯還原成石墨烯。

[專利文獻(xiàn)1] 日本專利申請公開2011-500488號公報(bào)

通過氧化石墨烯的還原生成的石墨烯的導(dǎo)電性根據(jù)構(gòu)成該石墨烯的碳原子的鍵合狀態(tài)而不同，即碳的sp²鍵（雙鍵）的比率越高，導(dǎo)電性越高。

另外，從生產(chǎn)率的觀點(diǎn)而言，形成有氧化石墨烯等氧化物的襯底優(yōu)選為能夠成為卷狀的柔性襯底。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明的一個(gè)方式的目的之一是提供柔性襯底處理裝置，該柔性襯底處理裝置能夠在柔性襯底上形成導(dǎo)電性良好的石墨烯。另外，本發(fā)明的一個(gè)方式的目的之一是提供柔性襯底處理裝置，該柔性襯底處理裝置能夠?qū)π纬稍谌嵝砸r底上的氧化物進(jìn)行還原處理。

本說明書所公開的本發(fā)明的一個(gè)方式涉及卷對卷方式（Roll-to-Roll方式）的柔性襯底處理裝置，在上述卷對卷方式中對形成在尺寸長的柔性襯底上的氧化物進(jìn)行還原處理。

當(dāng)為了提高石墨烯的導(dǎo)電率而增高石墨烯中的sp²鍵的比率時(shí)，優(yōu)選進(jìn)行電化學(xué)處理（electrochemical process）將氧化石墨烯還原，而不進(jìn)行熱處理。

但是，當(dāng)通過電化學(xué)處理穩(wěn)定地進(jìn)行氧化物的還原時(shí)，需要將形成有氧化物的襯底與對電極（counter electrode）之間的距離維持為特定距離并在電解液中進(jìn)行處理。若該距離產(chǎn)生偏差，通過還原被脫氧化了的材料的質(zhì)量也會產(chǎn)生偏差。

另外，上述氧化物的方式不局限于單一方式，也包括層疊有或混合有與氧化物不同的材料的方式。在本說明書中，不區(qū)別該多個(gè)方式而將它們都稱為膜狀結(jié)構(gòu)體。

因此，為了以高生產(chǎn)率穩(wěn)定地進(jìn)行電化學(xué)還原處理，優(yōu)選使用作為本發(fā)明的一個(gè)方式的卷對卷方式的裝置。

本說明書所公開的本發(fā)明的一個(gè)方式是柔性襯底處理裝置，其特征在于包括：發(fā)送形成有膜狀結(jié)構(gòu)體的柔性襯底的襯底搬出部；將膜狀結(jié)構(gòu)體所包含的氧化物電化學(xué)還原的還原處理部；洗滌柔性襯底及膜狀結(jié)構(gòu)體的洗滌部；使柔性襯底及膜狀結(jié)構(gòu)體干燥的干燥部；以及卷起形成有膜狀結(jié)構(gòu)體的柔性襯底的襯底搬入部。

另外，本說明書所公開的本發(fā)明的另一個(gè)方式是柔性襯底處理裝置，其特征在于包括：發(fā)送由第一筒管卷起的柔性襯底的襯底搬出部；包括第一槽的還原處理部，該第一槽容納有電解液、浸漬在電解液中并與柔性襯底平行的第一電極及以使柔性襯底浸漬在電解液中的方式支撐柔性襯底的第一輥；具有第二槽的洗滌部，該第二槽容納有洗滌液及以使柔性襯底浸漬在洗滌液中的方式支撐柔性襯底的第二輥；使柔性襯底干燥的干燥部；以及將柔性襯底卷到第二筒管上的襯底搬入部，其中，將第一筒管、第二筒管、第一輥和第二輥中的任一個(gè)以上用作第二電極，并且，在柔性襯底的路徑中，依次組合有襯底搬出部、還原處理部、洗滌部、干燥部及襯底搬入部。

上述柔性襯底處理裝置也可以省略洗滌部和干燥部中的任一個(gè)或這兩者。

上述襯底搬出部、還原處理部、洗滌部、干燥部及襯底搬入部優(yōu)選各自具有分離的室。

另外，優(yōu)選至少上述還原處理部、洗滌部及干燥部設(shè)置有氣氛控制部。

另外，在上述襯底搬出部與上述還原處理部之間、上述還原處理部與上述洗滌部之間、上述洗滌部與上述干燥部之間以及上述干燥部與上述襯底搬入部之間分別設(shè)置夾持輥或狹縫，并且可以通過該夾持輥或該狹縫搬送上述柔性襯底。