[發明專利]煤焦油基薄膜電子器件及其制備方法

有效

• 申請號: 202111444516.1
• 申請日: 2021-11-30
• 公開（公告）號: CN114309927B
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發明（設計）人: 臧浠凝;黃金財;趙海燕;魏彥卓
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: B23K26/082
• 分類號: B23K26/082;B23K26/362;C10C1/00
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 趙麗婷

本發明公開了一種煤焦油基薄膜電子器件及其制備方法，其中，該方法包括：將煤焦油與有機溶劑混合，得到煤焦油溶液；將煤焦油溶液施加在第一基底上形成煤焦油薄膜；將煤焦油薄膜加熱氧化；對氧化后煤焦油薄膜的上層區域進行激光打印形成圖案，同時打印區域碳化；去除薄膜上的未碳化區域，得到具有圖案的碳化層，其中，未碳化區域包括氧化后煤焦油薄膜上未進行激光打印的區域和氧化后煤焦油薄膜上進行激光打印的下層區域；將具有圖案的碳化層轉移至第二基底上，得到煤焦油基薄膜電子器件。該方法將煤焦油作為原料直接加工薄膜電子器件，提高了煤焦油產品的附加值，生產流程符合綠色生產的概念，且制得的煤焦油基薄膜電子器件具有良好的電學性能。

技術領域

本發明屬于煤焦油處理技術領域，具體涉及一種煤焦油基薄膜電子器件及其制備方法。

背景技術

煤焦油作為一種化工副產品，年產量巨大。目前，工業上主要將煤焦油作為原料來精制其他化工產品，如苯酚、苯、煤焦油瀝青等，而這些二次化工產品的附加值較低。因此，亟需研究如何提高煤焦油二次化工產品的附加值。

發明內容

本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本發明的一個目的在于提出一種煤焦油基薄膜電子器件及其制備方法，該方法將煤焦油作為原料直接加工薄膜電子器件，提高了煤焦油產品的附加值，生產流程符合綠色生產的概念，且制得的煤焦油基薄膜電子器件具有良好的電學性能。

在本發明的一個方面，本發明提出了一種制備煤焦油基薄膜電子器件的方法。根據本發明的實施例，所述方法包括：

(1)將煤焦油與有機溶劑混合，以便得到煤焦油溶液；

(2)將所述煤焦油溶液施加在第一基底上，以便在所述第一基底上形成煤焦油薄膜；

(3)將所述煤焦油薄膜進行加熱氧化，以便得到氧化后煤焦油薄膜；

(4)對所述氧化后煤焦油薄膜的上層區域進行激光打印，以便在所述氧化后煤焦油薄膜上形成圖案，同時打印區域發生碳化；

(5)去除步驟(4)得到的薄膜上的未碳化區域，以便得到具有圖案的碳化層，其中，所述未碳化區域包括所述氧化后煤焦油薄膜上未進行激光打印的區域和所述氧化后煤焦油薄膜上進行激光打印的下層區域；

(6)將所述具有圖案的碳化層轉移至第二基底上，以便得到煤焦油基薄膜電子器件。

根據本發明實施例的制備煤焦油基薄膜電子器件的方法，通過先將煤焦油與有機溶劑混合，并將混合得到的煤焦油溶液施加在第一基底上，即可在第一基底上形成煤焦油薄膜。將煤焦油薄膜進行加熱氧化以改善其激光加工工藝性能，再對氧化后煤焦油薄膜的上層區域進行激光打印，該過程中，氧化后煤焦油薄膜的上層區域在高能量密度激光束的連續照射下，在極短時間內溫度升高，使得進行激光打印的上層區域發生碳化，從而獲得良好的電學性能，同時可以在氧化后煤焦油薄膜上形成打印圖案。隨后去除薄膜上的未碳化區域，其中，未碳化區域包括氧化后煤焦油薄膜上未進行激光打印的區域和氧化后煤焦油薄膜上進行激光打印的下層區域，從而可以得到與第一基底分離的具有圖案的碳化層，最后將具有圖案的碳化層轉移至第二基底上，即可得到煤焦油基薄膜電子器件。綜上，采用本申請的方法將煤焦油作為原料直接加工薄膜電子器件，提高了煤焦油產品的附加值，生產流程符合綠色生產的概念，且制得的煤焦油基薄膜電子器件具有良好的電學性能。

另外，根據本發明上述實施例的制備煤焦油基薄膜電子器件的方法還可以具有如下附加的技術特征：

在本發明的一些實施例中，在步驟(1)中，所述有機溶劑包括二氯甲烷和N-甲基吡咯烷酮中的至少之一。

在本發明的一些實施例中，在步驟(1)中，所述有機溶劑為二氯甲烷，所述煤焦油溶液中煤焦油的濃度為40wt％～80wt％。由此，一方面有利于后續煤焦油薄膜的制備；另一方面，使得到的碳化層具有優異的電學性能。