[發(fā)明專利]光脈沖熔接式石墨烯材料層設(shè)置方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711409352.2
• 申請日: 2017-12-22
• 公開（公告）號: CN109961903B
• 公開（公告）日: 2022-11-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王昉;吳德操;余政霖;王子猷;蔣彥;彭格;徐化力;王永祿;冉超志;鐘朝倫;王珩;劉先康;吳至一
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶元石盛石墨烯薄膜產(chǎn)業(yè)有限公司
• 主分類號: H01B13/00
• 分類號: H01B13/00;H01B5/14
• 代理公司: 重慶博凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 50212
• 代理人: 黃河

本發(fā)明公開了一種光脈沖熔接式石墨烯材料層設(shè)置方法，先在薄膜基材上涂布上石墨烯材料層，其特征在于，依靠氙燈用高頻脈沖控制對薄膜基材上的石墨烯材料層進(jìn)行照射，再結(jié)合壓力輥施壓，使得石墨烯材料層中的金屬納米線吸收轉(zhuǎn)化光照熱能后再在壓力作用下熔接并將石墨烯材料層固定為一體。還公開了一種采用了上述方法實現(xiàn)石墨烯材料層熔接的一種卷對卷石墨烯透明導(dǎo)電膜連續(xù)制備方法。本發(fā)明利用了光脈沖熔接原理實現(xiàn)石墨烯材料層的熔接，具有實施簡單，操作方便，熔接可靠且效率高，利于控制，以能夠保證最終制得的石墨烯透明導(dǎo)電膜導(dǎo)電性能等優(yōu)點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于石墨烯透明導(dǎo)電膜制備領(lǐng)域，具體涉及到一種光脈沖熔接式石墨烯材料層設(shè)置方法。

背景技術(shù)

石墨烯是一種理想的光子與光電子材料，石墨烯透明導(dǎo)電膜可以廣泛應(yīng)用于手機、平板電腦和觸摸屏設(shè)備等領(lǐng)域，是一種應(yīng)用非常廣泛電子工業(yè)基礎(chǔ)材料。

現(xiàn)有常規(guī)的石墨烯透明導(dǎo)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(hù)層，然后溶蝕掉銅箔后將石墨烯膜轉(zhuǎn)移到薄膜基材表面，然后再去掉有機玻璃保護(hù)層。這種制備方法，存在工藝條件苛刻；操作工藝復(fù)雜；存在無法克服的內(nèi)在、固有缺陷，導(dǎo)致成品率低于40%，成本高，效率低，無法實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)；且產(chǎn)品只有較低的導(dǎo)電/透光比，即品質(zhì)因數(shù)低，導(dǎo)電性能較差等缺陷。

專利申請?zhí)?01510481379.7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(zhì)、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(fù)雜，且碳化和石墨化步驟難以精確控制，導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)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(dǎo)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(dǎo)電性差，不能用于透明導(dǎo)電膜。一般是用作導(dǎo)熱膜。

其它還有旋轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)的優(yōu)點。可以利用連續(xù)沉積不同成分，制備膜層間二維甚至三維比較有序的結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)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(dǎo)電膜薄膜，其微觀過程卻非常復(fù)雜，不適合量產(chǎn)。

迄今為止仍然沒有相對簡單的、高效、低成本、大規(guī)模生產(chǎn)石墨烯透明導(dǎo)電膜的方法。

本發(fā)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(jié)構(gòu)復(fù)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(dǎo)電膜連續(xù)生產(chǎn)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(zhì)量好、適合大規(guī)模生產(chǎn)的石墨烯透明導(dǎo)電膜制備方法。成為本領(lǐng)域技術(shù)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(shè)計了一種卷對卷石墨烯透明導(dǎo)電膜連續(xù)制備方法，該方法中，包括依次連續(xù)進(jìn)行的以下步驟：a、對透明的薄膜基材進(jìn)行表面改性預(yù)處理，清洗表面及降低表面張力；b、薄膜基材表面連續(xù)涂布多功能底涂層，使其進(jìn)一步降低表面張力，增加與石墨烯導(dǎo)電材料層的結(jié)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(shù)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(xù)涂布增透光學(xué)匹配層。

但其中，d步驟中，具體采用什么方式實現(xiàn)石墨烯材料的熔接，才能夠?qū)嵤┖唵危僮鞣奖悖劢涌煽壳倚矢撸诳刂疲阅軌虮ＷC最終制得的石墨烯透明導(dǎo)電膜導(dǎo)電性能，成為本領(lǐng)域技術(shù)人員有待進(jìn)一步考慮解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容