透明電極薄膜的制備裝置及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及透明電極薄膜的制備裝置及其制備方法，具體地本發(fā)明涉及能夠快速量產(chǎn)透明電極薄膜且能將表面粗糙度的特性改善至納米水平的透明電極薄膜的制備裝置及其制備方法。
【專利說明】透明電極薄膜的制備裝置及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及透明電極薄膜的制備裝置及其制備方法。更具體地，本發(fā)明涉及能夠快速量產(chǎn)透明電極薄膜且將表面粗糙度的特性改善至納米水平的透明電極薄膜的制備裝置及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]通常，透明電極薄膜是指對(duì)可視光線透明且具有導(dǎo)電性的薄膜，應(yīng)用于等離子顯示面板、液晶顯示元件、發(fā)光二極管元件、有機(jī)電子發(fā)光元件、觸控面板、太陽能電池等各種領(lǐng)域。
[0003]作為這種透明電極薄膜的制備方法，最近受到高度關(guān)注的技術(shù)為通過利用電場(chǎng)來噴射油墨的靜電噴霧沉積法(ESD，Electro-static Spray Deposit1n)。ESD是將電場(chǎng)中帶電的具有導(dǎo)電性的納米粒子/聚合物/小分子物的溶液或具有極性的納米粒子/高分子/具有導(dǎo)電性的金屬離子/具有極性的無機(jī)物粒子等的溶液涂敷于透明電極薄膜上而將電子元件進(jìn)行圖案化的方法。當(dāng)使用ESD時(shí)，通過調(diào)整所噴射的液滴的尺寸、涂料的濃度、噴涂時(shí)間等來控制印刷質(zhì)量的精良程度，并可被用于透明電極薄膜的大規(guī)模量產(chǎn)中。
[0004]然而，僅適用ESD時(shí)，雖然形成于透明電極薄膜上的聚合物層的表面粗糙度的特性得到了改善，但用于導(dǎo)電性聚合物的涂層所需的時(shí)間將過長，從而降低產(chǎn)品的生產(chǎn)效率。
[0005]亦即，僅利用ESD而形成導(dǎo)電性聚合物層時(shí)，盡管能夠根據(jù)客戶的要求將導(dǎo)電性聚合物的表面粗糙度的特性提高至納米(如，2?4nm)水平，然而這種作業(yè)所需要的時(shí)間會(huì)長達(dá)幾個(gè)小時(shí)(如，I?3小時(shí))。
[0006]因此，為了解決上述問題，如今需要研發(fā)出一種不僅能將透明電極薄膜的表面粗糙度的特性提高至數(shù)納米水平且還能大幅降低導(dǎo)電性聚合物的涂層作業(yè)中所需的時(shí)間而實(shí)現(xiàn)加快產(chǎn)品的量產(chǎn)速度的透明電極薄膜的制備裝置及其制備方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]技術(shù)問題
本發(fā)明在于提供一種通過提高透明性和導(dǎo)電性且加快量產(chǎn)速度來提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)力的透明電極薄膜的制備裝置及其制備方法。
[0008]本發(fā)明在于提供一種將透明電極薄膜的表面粗糙度的特性提高至幾個(gè)納米水平的透明電極薄膜的制備裝置及其制備方法。
[0009]技術(shù)方案
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，本發(fā)明提供一種透明電極薄膜的制備裝置，其包括:熱壓部，該熱壓部用于形成薄膜基材上的網(wǎng)格狀圖案槽；凹版印刷輥涂層部，該凹版印刷輥涂層部是通過向所述網(wǎng)格狀圖案槽內(nèi)填充含有導(dǎo)電性漿體的導(dǎo)電性油墨來進(jìn)行印刷；及導(dǎo)電性物質(zhì)涂層部，該導(dǎo)電性物質(zhì)涂層部用于在印刷有導(dǎo)電性油墨的薄膜基材的表面上通過同時(shí)使用噴氣和放電方式噴射導(dǎo)電性物質(zhì)且在進(jìn)行最后的涂層過程中僅通過放電方式噴射導(dǎo)電性物質(zhì)來滿足用戶所要求的表面粗糙度值，從而形成導(dǎo)電性涂層。
[0010]進(jìn)一步，本發(fā)明提供一種透明電極薄膜的制備裝置，該裝置包括控制部，該控制部是根據(jù)已設(shè)置的軟件或由用戶直接輸入的指令來控制所述熱壓部、凹版印刷輥涂層部及導(dǎo)電性物質(zhì)涂層部的運(yùn)行。
[0011]所述控制部可以同時(shí)控制用于運(yùn)送薄膜基材的開卷棍(unwinding roll)和卷取棍(winding roll)的驅(qū)動(dòng)速度和方向。
[0012]此外，本發(fā)明的透明電極薄膜的制備裝置可以進(jìn)一步包括干燥部，該干燥部會(huì)用預(yù)定溫度對(duì)所形成的導(dǎo)電性涂層的薄膜基材進(jìn)行加熱干燥。
[0013]所述熱壓部具有加熱輥，該加熱輥會(huì)從位于所述薄膜基材的運(yùn)送方向下面的第一運(yùn)送輥的垂直上方接觸所述薄膜基材并以接觸的狀態(tài)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，且在所述加熱輥的外周表面上形成與所述網(wǎng)格狀圖案槽的形狀相對(duì)應(yīng)的外周突起部。
[0014]所述凹版印刷輥涂層部包括:涂層輥，該涂層輥會(huì)在位于所述薄膜基材的運(yùn)送方向下面的第二運(yùn)送輥的垂直方向上進(jìn)行旋轉(zhuǎn)并向所述薄膜基材的表面上涂覆導(dǎo)電性油墨；油墨供應(yīng)部，該油墨供應(yīng)部能向所述涂層輥的外周表面供應(yīng)導(dǎo)電性油墨；第一葉片，該第一葉片將朝向所述涂層輥的外周表面并與之相隔一定距離，且可以均勻地調(diào)整供應(yīng)于所述涂層輥的外周表面上的導(dǎo)電性油墨的量；及第二葉片，該第二葉片位于表面上涂有導(dǎo)電性油墨的薄膜基材的運(yùn)送路徑的垂直方向上，并均勻地調(diào)整涂于所述薄膜基材表面上的導(dǎo)電性油墨的量。
[0015]所述導(dǎo)電性物質(zhì)涂層部包括:噴嘴，該噴嘴具有噴嘴端部，且所述噴嘴端部具有相互區(qū)分的數(shù)個(gè)空心部，以向印刷有導(dǎo)電性油墨的薄膜基材表面上通過噴氣和放電中的任一種方式噴射導(dǎo)電性聚合物；空氣供應(yīng)部，該空氣供應(yīng)部可以供應(yīng)空氣而使空氣通過所述噴嘴以預(yù)定壓力進(jìn)行噴射；及供電部，該供電部可以向所述噴嘴和位于薄膜基材的下面的接地主體供應(yīng)呈相反極性的電壓。
[0016]所述噴嘴位于中心位置且具有噴嘴端部，該噴嘴端部包括:第一中空油路，該第一中空油路能將通過上面供應(yīng)部獲得的導(dǎo)電性聚合物排到所述薄膜基材的表面上；和第二中空油路，該第二中空油路的側(cè)面被貫穿而與所述空氣供應(yīng)部相連，同時(shí)將所述第二中空油路置于所述第一中空油路的周圍，以獲得預(yù)定壓力的空氣來進(jìn)行噴射。
[0017]此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，本發(fā)明提供一種透明電極薄膜的制備方法，該方法為如下:在印刷有網(wǎng)格狀導(dǎo)電性物質(zhì)的薄膜基材的至少一面上，通過同時(shí)使用噴氣和放電(ESD:靜電噴涂沉積)方式來噴射導(dǎo)電性聚合物而形成第一導(dǎo)電性涂層，且在進(jìn)行所述第一導(dǎo)電性涂層的最后涂層過程中，僅通過放電方式噴射導(dǎo)電性聚合物，從而形成第二導(dǎo)電性涂層，該第二導(dǎo)電性涂層比所述第一導(dǎo)電性涂層具有相對(duì)較小的表面粗糙度值。
[0018]此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，本發(fā)明提供一種透明電極薄膜的制備方法，該方法包括:在薄膜基材的至少一面上形成網(wǎng)格狀圖案槽的網(wǎng)格圖案槽形成步驟；向所述網(wǎng)格狀圖案槽內(nèi)填充含有導(dǎo)電性漿體的油墨的導(dǎo)電性物質(zhì)印刷步驟；在完成所述導(dǎo)電性物質(zhì)印刷步驟的薄膜基材表面上通過利用能夠同時(shí)使用噴氣與放電的噴嘴來噴射導(dǎo)電性聚合物而形成第一導(dǎo)電性涂層的第一涂層步驟；及在進(jìn)行所述第一導(dǎo)電性涂層的最后涂層過程中僅通過放電方式來噴射導(dǎo)電性聚合物而最后形成比所述第一導(dǎo)電性涂層具有相對(duì)較小的表面粗糙度值的第二導(dǎo)電性涂層的第二涂層步驟。
[0019]其中，所述網(wǎng)格圖案槽的形成步驟可通過熱壓法進(jìn)行。
[0020]此時(shí)，通過所述熱壓法，可以調(diào)整所述網(wǎng)格狀圖案槽的厚度和寬度，確保較快的量產(chǎn)速度，而且通過適當(dāng)?shù)卣{(diào)整網(wǎng)格狀圖案槽的尺寸，可以制造各種形狀的透明電極薄膜。
[0021]而且，所述導(dǎo)電性物質(zhì)印刷步驟可通過μ -凹版棍涂層(μ-Gravure RollCoating)法進(jìn)行。
[0022]有益效果根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的透明電極薄膜的制備裝置及制備方法具有以下效果。
[0023]第一、通過利用熱壓部可在薄膜基材的一面上快速地加工具有各種厚度和寬度的網(wǎng)格圖案槽。
[0024]第二、通過利用凹版印刷輥涂層部可在網(wǎng)格圖案槽內(nèi)印刷導(dǎo)電性物質(zhì)。因此，可以連續(xù)加工產(chǎn)品，且有效地應(yīng)用于透明電極薄膜的大規(guī)模量產(chǎn)中。
[0025]第三、在形成大部分的導(dǎo)電性涂層的過程中通過同時(shí)使用噴氣和放電方式來快速形成涂層，而僅在收尾涂層作業(yè)時(shí)通過放電方式來形成導(dǎo)電性涂層。
[0026]因此，不僅可以加快透明電極薄膜的整體量產(chǎn)速度，而且還使生產(chǎn)的透明電極薄膜的表面粗糙度的品質(zhì)提高至幾個(gè)納米(如2~3nm)水平。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1為展示根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的透明電極薄膜的制備裝置的整體結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)要概念圖。
[0028]圖2展示了作為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的透明電極薄膜的制備裝置的部分結(jié)構(gòu)的熱壓部(100)的簡(jiǎn)要形狀的放大圖。
[0029]圖3展示了作為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的透明電極薄膜的制備裝置的部分結(jié)構(gòu)的凹版印刷輥涂層部的簡(jiǎn)要形狀的放大圖。
[0030]圖4展示了作為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的透明電極薄膜的制備裝置的部分結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電性物質(zhì)涂層部的簡(jiǎn)要形狀的圖。本發(fā)明的實(shí)施例中，導(dǎo)電性物質(zhì)可使用導(dǎo)電性聚合物。
[0031]圖5展示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的透明電極薄膜的制備裝置中的導(dǎo)電性物質(zhì)涂層部在同時(shí)使用噴氣和放電方式時(shí)的狀態(tài)的圖。
[0032]圖6展示了本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的透明電極薄膜的制備裝置中的導(dǎo)電性物質(zhì)涂層部僅通過放電方式進(jìn)行運(yùn)行時(shí)狀態(tài)的簡(jiǎn)化圖。
[0033]圖7的(a)展示了通過同時(shí)使用噴氣和放電方式將導(dǎo)電性聚合物通過噴嘴端部進(jìn)行排出時(shí)的放大圖，(b)展示了僅通過放電方式將導(dǎo)電性聚合物通過噴嘴端部進(jìn)行排出時(shí)的放大圖。
[0034]圖8展示了將本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的透明電極薄膜的制備方法依次表示的圖。
[0035]圖9分別展示了本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的透明電極薄膜的制備方法的各個(gè)步驟中所制備的透明電極薄膜的截面結(jié)構(gòu)。
[0036]圖10分別展示了本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的透明電極薄膜的制備方法的各個(gè)步驟中所制備的透明電極薄膜的立體形狀。

【具體實(shí)施方式】
[0037]下面，通過結(jié)合附圖具體說明根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的透明電極薄膜的制備裝置和制備方法。
[0038]圖1為展示根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的透明電極薄膜的制備裝置的整體結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)要概念圖。
[0039]如圖1所示，所示的透明電極薄膜的制備裝置(I)包括:至少一個(gè)開卷輥(10)，該開卷輥可以使薄膜基材材料展開而進(jìn)行供應(yīng)；和至少一個(gè)卷取輥(20)，該卷取輥對(duì)經(jīng)過全部過程所制備出的透明電極薄膜進(jìn)行卷繞并保管。所述開卷輥(10)和卷取輥(20)可通過各自的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)(M)以相同的速度進(jìn)行運(yùn)行，且可優(yōu)選地通過后述的控制部(500)同時(shí)控制開卷輥(10)和卷取輥(20)。
[0040]尤其，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，本發(fā)明的透明電極薄膜的制備裝置包括:熱壓部
(100)，該熱壓部(100)用于在運(yùn)送到的薄膜基材上以熱壓法形成網(wǎng)格狀圖案槽；凹版印刷輥涂層部(200)，該凹版印刷輥涂層部(200)用于在所形成的槽內(nèi)印刷導(dǎo)電性油墨；及導(dǎo)電性物質(zhì)涂層部(300)，該導(dǎo)電性物質(zhì)涂層部(300)用于在完成印刷的薄膜基材上涂覆導(dǎo)電性物質(zhì)(即導(dǎo)電性聚合物)。
[0041]進(jìn)一步，本發(fā)明的制備裝置還包括控制部(500)，該控制部(500)是通過同時(shí)使用計(jì)算機(jī)等與已設(shè)置的軟件的運(yùn)行命令或由用戶直接輸入的指令來控制所述熱壓部(100)、凹版印刷輥涂層部(200)及導(dǎo)電性物質(zhì)涂層部(300)的。
[0042]此外，從圖1可知，本發(fā)明的制備裝置進(jìn)一步包括干燥部(400)，干燥部(400)是在經(jīng)過導(dǎo)電性物質(zhì)涂層部(300)完成導(dǎo)電性物質(zhì)的涂層后用預(yù)定溫度進(jìn)行加熱干燥。
[0043]下面，通過結(jié)合圖2~7，對(duì)如圖1所示的根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的透明電極薄膜的制備裝置的主要細(xì)節(jié)性結(jié)構(gòu)進(jìn)行具體說明。
[0044]熱壓部(100)是一種從開卷輥(10)中送出并以預(yù)定速度進(jìn)行運(yùn)送的薄膜基材的表面上通過熱壓工藝形成網(wǎng)格狀圖案槽的裝置。具體地，所述熱壓部(100)屬于用于模壓制程的卷對(duì)卷裝置中的一種，可通過利用加熱輥或圖案輥或冷卻輥等連續(xù)進(jìn)行聚合物材料的模壓加工。
[0045]圖2展示了作為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的透明電極薄膜的制備裝置的部分結(jié)構(gòu)的熱壓部(100)的簡(jiǎn)要形狀的放大圖。
[0046]所示的熱壓部(100)包括加熱輥(110)，該加熱輥(110)在位于薄膜基材的運(yùn)送方向的下面的運(yùn)動(dòng)輥(以下均稱為“第一運(yùn)送輥”)(R)的垂直上方進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。此外，所述加熱輥(110 )的外周表面上形成外周突起部(111)，該外周突起部(111)的凹凸面具有與網(wǎng)格圖案槽(S')對(duì)應(yīng)的尺寸和形狀。
[0047]如圖所示，加熱輥(I 10)還包括使外周表面均勻加熱的加熱件(未圖示)，以在薄膜基材(S)的一面上形成深度均勻的網(wǎng)格狀圖案槽。而且，為了在網(wǎng)格狀圖案槽的形成過程中進(jìn)行充分加熱，所述加熱輥(110)可優(yōu)選地具有適當(dāng)?shù)臋C(jī)械性強(qiáng)度。通過上述的控制部(圖1中的符號(hào)500)中所提示的控制信號(hào)(Cl)，主動(dòng)控制所述加熱輥(110)的旋轉(zhuǎn)速度、加熱狀態(tài)等的條件。
[0048]通過利用這種熱壓部(100)，在經(jīng)過該熱壓部(100)所運(yùn)送的薄膜基材(S)的一面上形成操作員所要的尺寸和形狀的網(wǎng)格狀圖案槽(S')。其中，雖未在附圖中展示，根據(jù)操作員的選擇可對(duì)加熱輥(110)的外周突起部(111)的厚度、寬度等進(jìn)行適當(dāng)?shù)刈冃?，且通過該方法可根據(jù)所需的形狀容易地制造具有網(wǎng)狀電極的透明電極薄膜。
[0049]凹版印刷輥涂層部(200)是一種通過上述加熱輥(100)將導(dǎo)電性油墨填充于薄膜基材的一面上所形成的網(wǎng)格狀圖案槽內(nèi)而進(jìn)行印刷的裝置，其屬于加工被稱作網(wǎng)狀電極的導(dǎo)電性網(wǎng)狀圖案的裝置。尤其，本發(fā)明的實(shí)施例中可使用統(tǒng)稱為凹版輥涂層的設(shè)備，作為導(dǎo)電性油墨可使用銀漿等的導(dǎo)電性漿體物質(zhì)。然而，此為優(yōu)選實(shí)施例，不會(huì)限制本發(fā)明的范圍，可根據(jù)操作員的選擇對(duì)作為通常的導(dǎo)電性油墨的物質(zhì)進(jìn)行適當(dāng)變更而使用。
[0050]圖3展示了作為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的透明電極薄膜的制備裝置的部分結(jié)構(gòu)的凹版印刷輥涂層部的簡(jiǎn)要形狀的放大圖。
[0051 ] 如圖所示的凹版印刷輥涂層部(200)包括涂層輥(210)，該涂層輥(210)會(huì)在位于薄膜基材的運(yùn)送方向下面的運(yùn)送輥(以下均稱為“第二運(yùn)送輥”而與“第一運(yùn)送輥”相區(qū)分)(R)的垂直方向上進(jìn)行旋轉(zhuǎn)并在薄膜基材(S)的表面(具體為已形成的網(wǎng)格狀圖案槽)上涂覆并填充導(dǎo)電性油墨。
[0052]所述涂層輥(210)會(huì)從上述控制部(500)中獲得控制信號(hào)(C2)并向預(yù)定的方向、以預(yù)定的速度進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。如圖所示，所述涂層輥(210)優(yōu)選地與運(yùn)送的薄膜基材(S)相隔一定距離而進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。其中，相隔一定距離是指涂層輥(210)的外周表面上的導(dǎo)電性油墨(I)被轉(zhuǎn)移到薄膜基材(S)的一面上而在兩者結(jié)構(gòu)上能夠進(jìn)行印刷的間距。
[0053]在所述涂層輥(210)的旋轉(zhuǎn)方向的前方形成油墨供應(yīng)部(290)。尤其，油墨供應(yīng)部(290)的流入口與涂層輥(210)的外周表面相近，從而能向涂層輥(210)的外周表面上均勻地供應(yīng)導(dǎo)電性油墨。
[0054]此外，考慮到更為精密、有效率的印刷功能，所述凹版印刷輥涂層部(200)除了上述涂層輥(210)和油墨供應(yīng)部(290)之外還包括數(shù)個(gè)葉片(250、270)。如圖3所示的葉片僅被設(shè)置成2種實(shí)施形態(tài)，這僅為優(yōu)選實(shí)施例，本發(fā)明不受這種限制。
[0055]首先，朝向涂層輥(210)的外周表面并與保持間距的葉片(以下均稱為“第一葉片”)(250)用于均勻地調(diào)節(jié)供應(yīng)于涂層輥(210)的外周表面上的導(dǎo)電性油墨的量。
[0056]亦即，涂敷于涂層輥(210)的外周表面上的導(dǎo)電性油墨(I)應(yīng)均勻地分布于涂層輥(210)的整個(gè)外周表面上。這會(huì)與涂敷于薄膜基材(S)上的導(dǎo)電性油墨的厚度有關(guān)。然而，在驅(qū)動(dòng)實(shí)際裝置時(shí)，由于在部分區(qū)域上可能會(huì)涂覆到更多量的導(dǎo)電性油墨(I)，可以通過利用第一葉片(250)使供應(yīng)于涂層輥(210)上的導(dǎo)電性油墨(I)的量變得均勻。
[0057]此外，在被涂層輥(210)涂有導(dǎo)電性油墨(I)的薄膜基材(S)的一面上進(jìn)行去除除網(wǎng)格狀圖案槽(圖2的符號(hào)S,)外其他區(qū)域內(nèi)所殘留的導(dǎo)電性油墨的過程。
[0058]如圖1所示的導(dǎo)電性物質(zhì)涂層部(300)為一種在印刷有導(dǎo)電性油墨的薄膜基材的表面上涂覆導(dǎo)電性物質(zhì)的裝置。
[0059]圖4展示了作為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的透明電極薄膜的制備裝置的部分結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電性物質(zhì)涂層部的簡(jiǎn)要形狀的圖。本發(fā)明的實(shí)施例中，導(dǎo)電性物質(zhì)可使用導(dǎo)電性聚合物。
[0060]如圖4所示，所示的導(dǎo)電性物質(zhì)涂層部(300)會(huì)從位于薄膜基材的運(yùn)送方向下面的運(yùn)送輥(以下均稱為“第三運(yùn)送輥”)(R)的上面與薄膜基材(S)相對(duì)地安裝。
[0061 ] 導(dǎo)電性物質(zhì)涂層部(300 )是通過接收從控制部(500 )中發(fā)出的控制信號(hào)(C3 )將導(dǎo)電性物質(zhì)粒子(即CPD)噴射于薄膜基材(S)的一面上，從而形成導(dǎo)電性涂層(CP)。此時(shí)，作為本發(fā)明的特征結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電性物質(zhì)涂層部(300 )是一種同時(shí)使用噴氣和放電(即ESD)方式涂覆導(dǎo)電性物質(zhì)的裝置。
[0062]尤其，從開始涂覆導(dǎo)電性物質(zhì)至剩下最后涂層工藝為止，通過利用所述導(dǎo)電性物質(zhì)涂層部(300)并同時(shí)使用噴氣和放電方式進(jìn)行導(dǎo)電性物質(zhì)的涂層。這種涂層方式可將工藝上所需的時(shí)間大幅減少至幾分鐘。
[0063]緊接著，在進(jìn)行最后涂層工藝時(shí)，通過利用上述導(dǎo)電性物質(zhì)涂層部(300)并僅使用放電方式進(jìn)行導(dǎo)電性物質(zhì)的涂層。這種涂層方式與先前的方式相比工藝上所需時(shí)間會(huì)相對(duì)較長，然而最后生產(chǎn)的透明電極薄膜的表面粗糙度的特性會(huì)被提高至幾個(gè)納米(如2~3 nm)水平。
[0064]亦即，通過同時(shí)使用噴氣和放電方式，將涂覆導(dǎo)電性物質(zhì)時(shí)所需的大部分時(shí)間進(jìn)行縮短，且僅通過放電方式將最后生產(chǎn)的透明電極薄膜的品質(zhì)提高至能夠涂覆導(dǎo)電性物質(zhì)的水平。
[0065]通過結(jié)合圖5和6，將具體說明具有上述功能的導(dǎo)電性物質(zhì)涂層部(300)的詳細(xì)結(jié)構(gòu)及其效果。
[0066]首先，圖5展示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的透明電極薄膜的制備裝置中的導(dǎo)電性物質(zhì)涂層部在同時(shí)使用噴氣和放電方式時(shí)的狀態(tài)的圖。
[0067]如圖所示，導(dǎo)電性物質(zhì)涂層部(300)包括:噴嘴(310)，該噴嘴可通過同時(shí)使用噴氣和放電方式能將導(dǎo)電性物質(zhì)粒子(CPD)排出；空氣供應(yīng)部(360)，該空氣供應(yīng)部可以預(yù)定壓力供應(yīng)空氣；及供電部(370)，該供電部可向噴嘴(310)和接地主體(350)提供呈相反極性(即+，_)的電壓而形成放電條件。
[0068]尤其，噴嘴(310)可向印刷有導(dǎo)電性油墨的薄膜基材(S)的表面上同時(shí)噴射出從空氣供應(yīng)部(360)中得到供應(yīng)的空氣和通過上面的供應(yīng)部(311)得到供應(yīng)的導(dǎo)電性物質(zhì)(即導(dǎo)電性聚合物)。
[0069]為此，在噴嘴端部(315)上形成相區(qū)分的數(shù)個(gè)空心部，具體形狀可見圖7。
[0070]亦即，如圖7所示的噴嘴端部(315)內(nèi)形成位于中心且能使導(dǎo)電性聚合物離子以放電方式進(jìn)行排出的第一中空油路(315a)。同時(shí)，在噴嘴端部(315)內(nèi)進(jìn)一步形成第二中空油路(315b)，該第二中空油路(315b)是在第一中空油路(315a)的外周圍形成與之相隔離的油路而噴射流進(jìn)噴嘴內(nèi)的空氣。
[0071]又回到圖5，將對(duì)空氣供應(yīng)部(360)和供電部(370)進(jìn)行具體說明。
[0072]空氣供應(yīng)部(360)是一種通過貫穿上述噴嘴(310)的側(cè)面而形成的用于供應(yīng)壓縮空氣的裝置，雖未在此具體圖示，但可使用通常的空氣供應(yīng)方式如空氣壓縮箱、管、閥門等，在此省略對(duì)相關(guān)部分的具體說明。空氣供應(yīng)部(360)是通過接收從圖1所示的控制部(500)中發(fā)出的控制信號(hào)(C3')來開啟/關(guān)閉空氣的供應(yīng)或調(diào)節(jié)所供應(yīng)的空氣壓力。此外，在貫穿噴嘴(310)側(cè)面的位置上可進(jìn)一步形成單獨(dú)的空氣通路(313)，從而使空氣通路(313)與用于噴射空氣的第二中空油路(圖7中的符號(hào)315b)相互連通。
[0073]此外，噴嘴(310)和位于薄膜基材(S)下面的接地主體(350)分別與供電部(370)進(jìn)行電連接，此時(shí)向噴嘴(310)和接地主體(350)分別供應(yīng)呈相反極性的電壓。通過該方法，以放電方式將導(dǎo)電性物質(zhì)排到薄膜基材(S)的上面而形成一定的導(dǎo)電性涂層。
[0074]上述控制部(圖1中的符號(hào)500)會(huì)向空氣供應(yīng)部(360)發(fā)出控制信號(hào)(C3;)，同時(shí)也會(huì)向供電部(370)發(fā)出控制信號(hào)(C3")。
[0075]圖5中，向空氣供應(yīng)部(360)發(fā)出的控制信號(hào)C3'會(huì)等同于開啟指令，從而會(huì)向噴嘴(310)內(nèi)供應(yīng)預(yù)定壓力的空氣。此外，向供電部(370)發(fā)出控制信號(hào)C3"也等同于開啟指令，向噴嘴(310)和接地主體(350)分別提供呈相反極性的電壓。因此，通過同時(shí)使用噴氣和放電方式將導(dǎo)電性物質(zhì)噴射到薄膜基材(S)的上面而形成導(dǎo)電性涂層。
[0076]此時(shí)，所噴射的導(dǎo)電性物質(zhì)的粒子尺寸(即Dl)與如圖6的僅通過放電方式噴射的導(dǎo)電性物質(zhì)的粒子尺寸(即D2)相比較大。與之相反，如圖5的所噴射的導(dǎo)電性物質(zhì)的粒子的噴射角度范圍(al° )與如圖6的僅通過放電方式噴射的導(dǎo)電性物質(zhì)的粒子的噴射角度范圍(a2° )相比較小。其中，對(duì)通過不同方式，即對(duì)通過同時(shí)使用噴氣和放電方式、僅通過放電方式的導(dǎo)電性物質(zhì)的噴射角度范圍(al°和a2° )的不同實(shí)施例在圖7中進(jìn)行展示。
[0077]圖6中，，向空氣供應(yīng)部(360)發(fā)出的控制信號(hào)C3'會(huì)等同于關(guān)閉指令，從而控制向向噴嘴(310)內(nèi)所供應(yīng)的空氣流動(dòng)。而且，向供電部(370)發(fā)出控制信號(hào)C3"持續(xù)地等同于開啟指令，從而通過噴嘴(310)僅以放電方式將導(dǎo)電性物質(zhì)進(jìn)行排出并在薄膜基材(S)的上面形成最后的導(dǎo)電性涂層。通過該方法，能將最后生產(chǎn)的透明電極薄膜的表面粗糙度的特性提高至幾個(gè)納米水平。
[0078]其次，通過圖8~10具體說明本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的透明電極薄膜的制備方法。
[0079]本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的透明電極薄膜的制備方法為，在印刷有網(wǎng)格狀導(dǎo)電性物質(zhì)(如網(wǎng)狀電極，更具體為用銀漿等來形成網(wǎng)格圖案的電極)(圖9中的符號(hào)AG)的薄膜基材(圖9中的符號(hào)S)的一面(尤其在上表面)上噴射導(dǎo)電性聚合物來形成導(dǎo)電性涂層(圖9中的符號(hào)CP或CP^ )的方法。
[0080]尤其，通過僅利用已知的ESD技術(shù)進(jìn)行噴射導(dǎo)電性聚合物時(shí)，至少需要1~2小時(shí)，從而存在所消耗的時(shí)間(即涂層時(shí)間)過長的問題，但本發(fā)明可以解決該問題而提高量產(chǎn)速度。而且，與僅利用ESD法噴射導(dǎo)電性聚合物進(jìn)行涂層工藝相比，本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)具有同等水平的良好表面粗糙度特性。
[0081]首先通過同時(shí)使用噴氣和放電(ESD)方式，在印刷有網(wǎng)格狀的銀漿等導(dǎo)電性物質(zhì)的薄膜基材(圖9中的符號(hào)S)的一面上噴射導(dǎo)電性聚合物。
[0082]此時(shí)，所噴射的導(dǎo)電性聚合物被迅速地涂覆在印刷有導(dǎo)電性物質(zhì)的薄膜基材的一面上而在除最后涂層面之外的其他面上形成導(dǎo)電性涂層。將該層稱作“第一導(dǎo)電性涂層(圖9中的符號(hào)CP)”。
[0083]而且，對(duì)第一導(dǎo)電性涂層(圖9中的符號(hào)CP)的上面，即暴露于外面的最后涂層面上不使用噴氣方式而僅使用放電方式來慢慢地噴射導(dǎo)電性聚合物。通過該方法，將透明電極薄膜的最后導(dǎo)電性涂層稱作“第二導(dǎo)電性涂層(圖9中的符號(hào)CP')”。
[0084]亦即，通過兼具噴氣和放電功能的噴嘴結(jié)構(gòu)來噴射相同的導(dǎo)電性聚合物材料而第一導(dǎo)電性涂層(圖9中的符號(hào)CP)和第二導(dǎo)電性涂層(圖9中的符號(hào)CP')，除了噴射壓力和所噴射的導(dǎo)電性物質(zhì)的粒度之外，兩種涂層為具有相同功能的結(jié)構(gòu)。然而，如圖7可見，與形成第一導(dǎo)電性涂層時(shí)噴射的導(dǎo)電性聚合物粒子相比，第二導(dǎo)電性涂層具有微小粒度(BP圖5的Dl>圖6的D2)。鑒于此，在進(jìn)行透明電極薄膜的最后導(dǎo)電性涂層過程中會(huì)排出噴氣方式。
[0085]下面，通過圖8~10具體說明各個(gè)步驟。
_6] 網(wǎng)格圖案槽形成步驟(ST100)
本步驟為在準(zhǔn)備的薄膜基材的一面上形成網(wǎng)格狀及網(wǎng)狀圖案槽的步驟。通過該步驟，在薄膜基材的一面(如上表面)上形成網(wǎng)格狀凹凸花紋，并且通過圖9中的ST100步驟的截面圖，可以確認(rèn)具體形狀。而且，在圖10中展示了該步驟中的薄膜基材的立體形狀。然而，由于本實(shí)施例中使用的薄膜基材(S)由透明基材組成，在其一面上形成的網(wǎng)格圖案槽的形狀難以與圖10上所示的一樣用肉眼進(jìn)行識(shí)別。
[0087]薄膜基材為柔性材質(zhì)的材料，作為具體例子可以使用柔性塑料薄膜。通過本步驟(ST100)，在薄膜基材(S)的一面上出現(xiàn)一定的四角形凹凸花紋，將該花紋稱作網(wǎng)格圖案槽(S' )?
[0088]雖然對(duì)網(wǎng)格圖案槽(S')的寬度和厚度、截面形狀不會(huì)限制于附圖中的特定形狀，但作為優(yōu)選實(shí)施例，本步驟可用熱壓法進(jìn)行處理。
[0089]如果使用熱壓法時(shí)，可對(duì)形成于加熱輥的薄膜基材(S)的一面上的網(wǎng)格圖案槽(S')的寬度和厚度進(jìn)行各種調(diào)整，而且還可以對(duì)其截面形狀進(jìn)行適當(dāng)變更。此外，隨著加熱輥的旋轉(zhuǎn)，在運(yùn)送的薄膜基材(S)的一面上迅速地形成圖案槽，從而加快了透明電極薄膜的量產(chǎn)速度。
[0090]導(dǎo)電件物質(zhì)印刷步驟(ST200)
本步驟是在形成于薄膜基材的一面上的網(wǎng)格圖案槽內(nèi)填充油墨狀的導(dǎo)電性物質(zhì)而印刷網(wǎng)狀電極的步驟。如圖9所示，在本步驟中，在已形成的網(wǎng)格圖案槽內(nèi)填充含有銀漿的油墨來完成印刷。從而，如圖10所示，在薄膜基材(S)的一面上形成銀漿材料的網(wǎng)狀電極。
[0091]尤其，在本步驟中為了進(jìn)行導(dǎo)電性物質(zhì)的印刷，可使用μ-凹版輥涂層法。通過該μ-凹版輥涂層部的本步驟的工藝過程已在圖3中的制備裝置進(jìn)行過說明。
[0092]導(dǎo)電件聚合物的第一涂層步驟(ST300 )
本步驟作為導(dǎo)電性聚合物的第一涂層步驟，是通過同時(shí)使用噴氣和放電方式在印刷有網(wǎng)狀電極的薄膜基材的一面上形成導(dǎo)電性涂層的步驟。尤其，本步驟與后述的導(dǎo)電性聚合物的第二涂層步驟(ST400)在導(dǎo)電性聚合物的噴射方式上存在很大差異。
[0093]更為具體地，本步驟可通過同時(shí)使用噴氣和放電(即ESD)方式噴射導(dǎo)電性聚合物。當(dāng)同時(shí)使用噴氣和放電時(shí)，在印刷有導(dǎo)電性物質(zhì)的薄膜基材的一面上較為快速地涂覆導(dǎo)電性聚合物(如360nm § 2min)。這與后述的第二涂層步驟(ST400)中僅使用放電的方式相比大幅地減少用于涂覆導(dǎo)電性聚合物的所需時(shí)間。例如，當(dāng)僅使用放電時(shí)，其表面粗糙度的特性將相對(duì)良好，但用于涂覆導(dǎo)電性聚合物的所需時(shí)間會(huì)達(dá)到330nm @ Ihr左右。
[0094]從而，在本步驟(ST300)中，如圖9和10中所示，通過同時(shí)使用噴氣和放電方式將導(dǎo)電性聚合物噴射于薄膜基材(S)的一面上而形成第一導(dǎo)電性涂層(CP)。其中，第一導(dǎo)電性涂層(CP)與如上所述的一樣，為了便于說明會(huì)與以下步驟(ST400)中通過放電方式用導(dǎo)電性聚合物進(jìn)行最后的涂層作業(yè)而形成的具有更好的表面粗糙度的特性的第二導(dǎo)電性涂層(CP')進(jìn)行區(qū)分。
[0095]導(dǎo)電件聚合物的第二涂層步驟(ST400)
本步驟是緊接著第一涂層步驟(ST300)進(jìn)行的導(dǎo)電性物質(zhì)的最后涂層步驟，是在進(jìn)行第一導(dǎo)電性涂層的最后涂層作業(yè)時(shí)，僅通過放電方式將導(dǎo)電性聚合物噴射出去，而形成與第一導(dǎo)電性涂層(圖9中的符號(hào)CP)相比具有較小表面粗糙度值的第二導(dǎo)電性涂層(圖9中的符號(hào)CP')的步驟。
[0096]如前一步驟中所述，當(dāng)進(jìn)行第一涂層步驟(ST300 )時(shí)，在相對(duì)較短的時(shí)間內(nèi)涂覆導(dǎo)電性物質(zhì)而形成第一導(dǎo)電性涂層，然而同時(shí)使用噴氣和放電時(shí)，存在表面粗糙度的特性較差的冋題。
[0097]因此，在透明電極薄膜的表面粗糙度特性的結(jié)尾步驟中，為了將表面粗糙度特性提高至幾個(gè)納米(如2~3 nm)水平，通過在第一導(dǎo)電性涂層(圖9中的符號(hào)CP)的上面涂覆導(dǎo)電性物質(zhì)的最后步驟，僅使用放電方式將導(dǎo)電性物質(zhì)相對(duì)較慢地進(jìn)行涂覆，從而形成具有良好的表面粗糙度特性的第二導(dǎo)電性涂層(圖9中的符號(hào)CP')。
[0098]如上所述，根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的透明電極薄膜的制備裝置及其制備方法，進(jìn)行熱壓后通過μ-凹版印刷將銀漿進(jìn)行涂覆后，通過同時(shí)使用噴氣和放電(即ESD)方式快速地將導(dǎo)電性聚合物涂敷于透明電極薄膜的表面上。接著，在最后涂層過程中，僅利用ESD將導(dǎo)電性聚合物層的表面粗糙度提高至幾個(gè)納米(如2~3nm)水平。結(jié)果表明，可將透明電極薄膜的表面粗糙度的特性改善至客戶所能滿足的水平。此外，與現(xiàn)在的技術(shù)相比，可大幅縮短透明電極薄膜的量產(chǎn)時(shí)間。
【權(quán)利要求】
1.一種透明電極薄膜的制備裝置，包括:熱壓部，該熱壓部用于形成薄膜基材上的網(wǎng)格狀圖案槽；凹版印刷輥涂層部，該凹版印刷輥涂層部通過向所述網(wǎng)格狀圖案槽內(nèi)填充含有導(dǎo)電性漿體的導(dǎo)電性油墨來進(jìn)行印刷；及導(dǎo)電性物質(zhì)涂層部，該導(dǎo)電性物質(zhì)涂層部用于在印刷有導(dǎo)電性油墨的薄膜基材的表面上通過同時(shí)使用噴氣和放電方式噴射導(dǎo)電性物質(zhì)且在進(jìn)行最后的涂層過程中僅通過放電方式噴射導(dǎo)電性物質(zhì)來滿足用戶所要求的表面粗糙度值，從而形成導(dǎo)電性涂層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透明電極薄膜的制備裝置，其特征在于，所述制備裝置包括控制部，該控制部是根據(jù)已設(shè)置的軟件或由用戶直接輸入的指令來控制所述熱壓部、凹版印刷輥涂層部及導(dǎo)電性物質(zhì)涂層部的運(yùn)行。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的透明電極薄膜的制備裝置，其特征在于，所述控制部能夠同時(shí)控制用于運(yùn)送薄膜基材的開卷輥和卷取輥的驅(qū)動(dòng)速度和方向。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透明電極薄膜的制備裝置，其特征在于，所述制備裝置進(jìn)一步包括干燥部，該干燥部會(huì)用預(yù)定溫度對(duì)所形成的導(dǎo)電性涂層的薄膜基材進(jìn)行加熱干燥。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透明電極薄膜的制備裝置，其特征在于，所述熱壓部具有加熱輥，該加熱輥會(huì)從位于所述薄膜基材的運(yùn)送方向下面的第一運(yùn)送輥的垂直上方接觸所述薄膜基材并以接觸的狀態(tài)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，且在所述加熱輥的外周表面上形成與所述網(wǎng)格狀圖案槽的形狀相對(duì)應(yīng)的外周突起部。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透明電極薄膜的制備裝置，其特征在于，所述凹版印刷輥涂層部包括:涂層輥，該涂層輥會(huì)在位于所述薄膜基材的運(yùn)送方向下面的第二運(yùn)送輥的垂直方向上進(jìn)行旋轉(zhuǎn)并向所述薄膜基材的表面上涂覆導(dǎo)電性油墨；油墨供應(yīng)部，該油墨供應(yīng)部能向所述涂層輥的外周表面供應(yīng)導(dǎo)電性油墨；第一葉片，該第一葉片將朝向所述涂層輥的外周表面并與之相隔一定距離，且能夠均勻地調(diào)整供應(yīng)于所述涂層輥外周表面上的導(dǎo)電性油墨的量；及第二葉片，將該第二葉片置于表面上涂有導(dǎo)電性油墨的薄膜基材的運(yùn)送路徑的垂直方向上，并能夠均勻地調(diào)整涂于所述薄膜基材表面上的導(dǎo)電性油墨的量。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透明電極薄膜的制備裝置，其特征在于，所述導(dǎo)電性物質(zhì)涂層部包括:噴嘴，該噴嘴具有噴嘴端部，且所述噴嘴端部具有相互區(qū)分的數(shù)個(gè)空心部，以向印刷有導(dǎo)電性油墨的薄膜基材表面上通過噴氣和放電中的任一種方式噴射導(dǎo)電性聚合物；空氣供應(yīng)部，該空氣供應(yīng)部能夠供應(yīng)空氣而使空氣通過所述噴嘴以預(yù)定壓力進(jìn)行噴射；及供電部，該供電部能向所述噴嘴和位于薄膜基材的下面的接地主體供應(yīng)呈相反極性的電壓。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的透明電極薄膜的制備裝置，其特征在于，所述噴嘴位于中心位置且具有噴嘴端部，該噴嘴端部包括:第一中空油路，該第一中空油路能將通過上面供應(yīng)部獲得的導(dǎo)電性聚合物排到所述薄膜基材的表面上；和第二中空油路，該第二中空油路的側(cè)面被貫穿而與所述空氣供應(yīng)部相連，同時(shí)將所述第二中空油路置于所述第一中空油路的周圍，以獲得預(yù)定壓力的空氣來進(jìn)行噴射。
9.一種透明電極薄膜的制備方法，該方法包括:在印刷有網(wǎng)格狀導(dǎo)電性物質(zhì)的薄膜基材的至少一面上，通過同時(shí)使用噴氣和放電方式來噴射導(dǎo)電性聚合物而形成第一導(dǎo)電性涂層，且在進(jìn)行所述第一導(dǎo)電性涂層的最后涂層過程中，僅通過放電方式噴射導(dǎo)電性聚合物，從而形成第二導(dǎo)電性涂層，該第二導(dǎo)電性涂層比所述第一導(dǎo)電性涂層具有相對(duì)較小的表面粗糙度值。
10.一種透明電極薄膜的制備方法，該方法包括:在薄膜基材的至少一面上形成網(wǎng)格狀圖案槽的網(wǎng)格圖案槽形成步驟；向所述網(wǎng)格狀圖案槽內(nèi)填充含有導(dǎo)電性漿體的油墨的導(dǎo)電性物質(zhì)印刷步驟；在完成所述導(dǎo)電性物質(zhì)印刷步驟的薄膜基材表面上通過利用能夠同時(shí)使用噴氣與放電的噴嘴來噴射導(dǎo)電性聚合物而形成第一導(dǎo)電性涂層的第一涂層步驟；及在進(jìn)行所述第一導(dǎo)電性涂層的最后涂層過程中僅通過放電方式來噴射導(dǎo)電性聚合物而最后形成比所述第一導(dǎo)電性涂層具有相對(duì)較小的表面粗糙度值的第二導(dǎo)電性涂層的第二涂層步驟。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的透明電極薄膜的制備方法，其特征在于，所述網(wǎng)格圖案槽形成步驟是通過熱壓法進(jìn)行。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的透明電極薄膜的制備方法，其特征在于，通過所述熱壓法對(duì)所述網(wǎng)格狀圖案槽的厚度和寬度進(jìn)行調(diào)整。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的透明電極薄膜的制備方法，其特征在于，所述導(dǎo)電性物質(zhì)印刷步驟通過μ-凹版輥涂層法進(jìn)行。
【文檔編號(hào)】H01B5/14GK104508762SQ201280075099
【公開日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2012年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月31日
【發(fā)明者】金東洙 申請(qǐng)人:漢田大學(xué)校產(chǎn)學(xué)協(xié)力團(tuán)