[發明專利]微凹版輥差速涂布式石墨烯透明導電膜基材功能層設置方法

有效

• 申請號: 201711409289.2
• 申請日: 2017-12-22
• 公開（公告）號: CN109961880B
• 公開（公告）日: 2022-11-04
• 發明（設計）人: 王昉;徐化力;蔣彥;吳德操;彭格;余政霖;王永祿;冉超志;鐘朝倫;劉先康;吳至一;王子猷
• 申請（專利權）人: 重慶元石盛石墨烯薄膜產業有限公司
• 主分類號: H01B5/14
• 分類號: H01B5/14;H01B13/00;C09D1/00;C09D127/18;C09D175/14;C09D183/07;C09D183/08;C09D133/04
• 代理公司: 重慶博凱知識產權代理有限公司 50212
• 代理人: 黃河

本發明公開了一種微凹版輥差速涂布式石墨烯透明導電膜基材功能層設置方法，其特征在于，采用一個涂布輥和一個涂覆背輥并列設置并各自依靠電機帶動差速旋轉，使得涂布輥轉動速度大于涂覆背輥，使得薄膜基材由涂覆背輥帶動前行并經過涂布輥和涂覆背輥之間，使得提供于涂布輥表面的涂料依靠差速被擠壓到經過涂覆背輥的薄膜基材表面。還公開了采用了上述方法實現各功能層涂布的一種卷對卷石墨烯透明導電膜連續制備方法。本發明利用了差速涂布原理實現透明薄膜基材各功能層的涂布處理，具有實施簡單，操作方便，利于控制，涂布量精確，涂布效率高，穩定性好等優點。

技術領域

本發明屬于石墨烯透明導電膜制備領域，具體涉及到一種微凹版輥差速涂布式石墨烯透明導電膜基材功能層設置方法。

背景技術

石墨烯是一種理想的光子與光電子材料,石墨烯透明導電膜可以廣泛應用于手機、平板電腦和觸摸屏設備等領域，是一種應用非常廣泛電子工業基礎材料。

現有常規的石墨烯透明導電薄膜制備方法，一般是CVD法，需要先在銅箔上生長形成石墨烯膜，然后再涂抹一層有機玻璃保護層，然后溶蝕掉銅箔后將石墨烯膜轉移到薄膜基材表面，然后再去掉有機玻璃保護層。這種制備方法，存在工藝條件苛刻；操作工藝復雜；存在無法克服的內在、固有缺陷，導致成品率低于40%，成本高，效率低，無法實現連續生產；且產品只有較低的導電/透光比，即品質因數低，導電性能較差等缺陷。

專利申請號201510481379.7曾公開過一種石墨烯薄膜的制備方法，采用超聲波浸泡攪拌氧化石墨烯、過濾雜質、將氧化石墨烯溶液涂布到PET薄膜上、碳化、石墨化并得到石墨烯薄膜。但這種方式仍然存在工藝復雜，且碳化和石墨化步驟難以精確控制，導致產品質量較差的缺陷。這種制備方式并不能得到可用的PET承載的石墨烯透明導電膜，而是將PET薄膜與石墨烯一起碳化掉，再石墨化。這樣制備的石墨烯薄膜，透光度極低甚至完全不透光，導電性差，不能用于透明導電膜。一般是用作導熱膜。

其它還有旋轉涂布、浸漬吸附、LB法(Langmuir-Blodgett)、自組裝法(SA；Self-Assembly)等。在這些方法中，前兩種只適合實驗室制作。LB法和自組裝法能夠得到比較有序的多層超薄膜。自組裝法簡便易行，無須特殊裝置，通常以水為溶劑，具有以分子等級控制沉積過程和薄膜結構的優點?？梢岳眠B續沉積不同成分，制備膜層間二維甚至三維比較有序的結構，實現膜的光、電、磁等功能，因此近年來廣受重視。但這兩種方法用來實際制作透明導電膜薄膜，其微觀過程卻非常復雜，不適合量產。

迄今為止仍然沒有相對簡單的、高效、低成本、大規模生產石墨烯透明導電膜的方法。

本發明人曾申請過的CN201410847076.8，公開過一種金屬納米線-石墨烯橋架結構復合材料的制造方法，但并沒有公布具體卷對卷石墨烯透明導電膜連續生產方法。

迄今為止仍缺乏一種，工藝要求低、效率高、成本低、易控制、質量好、適合大規模生產的石墨烯透明導電膜制備方法。成為本領域技術人員亟待解決的重大問題。

為了解決上述問題，申請人考慮設計了一種卷對卷石墨烯透明導電膜連續制備方法，該方法中，包括依次連續進行的以下步驟：a、對透明的薄膜基材進行表面改性預處理，清洗表面及降低表面張力；b、薄膜基材表面連續涂布多功能底涂層，使其進一步降低表面張力，增加與石墨烯導電材料層的結合力；c、再涂布至少一層石墨烯材料層，石墨烯材料層至少包括若干微小片狀石墨烯，以及其上生長的金屬納米線；d、使得涂布鋪展在多功能底涂層上的石墨烯材料上的金屬納米線之間無數個相互搭接點熔接為整體，且各層之間固定為一體；e、在上述步驟處理后的薄膜基材表面連續涂布增透光學匹配層。

其中，所述多功能底涂層，石墨烯材料層以及增透光學匹配層等功能層在設置時，均是考慮了采用涂布的方式實現。但這些功能層設置時，具體采用怎樣的方式實現涂布，才能夠實施簡單，操作方便，利于控制，提高涂布效果，并提高得到的功能層性能；成為本領域技術人員有待進一步考慮解決的問題。

發明內容