柔性襯底處理裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術的一個方式提供一種柔性襯底處理裝置，該柔性襯底處理裝置能夠對形成在柔性襯底上的膜狀結構體所包含的氧化物穩定地進行還原處理。上述裝置結構包括：發送形成有膜狀結構體的柔性襯底的襯底搬出部；將形成在柔性襯底上的膜狀結構體所包含的氧化物電化學還原的還原部；洗滌柔性襯底及膜狀結構體的洗滌部；使柔性襯底及膜狀結構體干燥的干燥部；以及卷起形成有膜狀結構體的柔性襯底的襯底搬入部。

【技術實現步驟摘要】
柔性襯底處理裝置
本專利技術涉及一種柔性襯底處理裝置。
技術介紹
近年來，作為具有優異的導電性、柔性及機械強度的電子材料，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用于各種產品。例如，將石墨烯應用于鋰二次電池及鋰離子電容器等蓄電裝置也是一個實例。通過用石墨烯覆蓋該蓄電裝置的電極或將石墨烯混合到該蓄電裝置的電極，可以提高該電極的導電性。作為石墨烯的制造方法的一個實例，專利文獻1公開了在存在堿的狀態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下進行氧化石墨烯的還原處理，可以生成石墨烯。另外，也可以通過進行加熱處理將氧化石墨烯還原成石墨烯。[專利文獻1]日本專利申請公開2011-500488號公報通過氧化石墨烯的還原生成的石墨烯的導電性根據構成該石墨烯的碳原子的鍵合狀態而不同，即碳的sp2鍵（雙鍵）的比率越高，導電性越高。另外，從生產率的觀點而言，形成有氧化石墨烯等氧化物的襯底優選為能夠成為卷狀的柔性襯底。
技術實現思路
因此，本專利技術的一個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電性良好的石墨烯。另外，本專利技術的一個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對形成在柔性襯底上的氧化物進行還原處理。本說明書所公開的本專利技術的一個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行還原處理。當為了提高石墨烯的導電率而增高石墨烯中的sp2鍵的比率時，優選進行電化學處理（electrochemicalprocess）將氧化石墨烯還原，而不進行熱處理。但是，當通過電化學處理穩定地進行氧化物的還原時，需要將形成有氧化物的襯底與對電極（counterelectrode）之間的距離維持為特定距離并在電解液中進行處理。若該距離產生偏差，通過還原被脫氧化了的材料的質量也會產生偏差。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，不區別該多個方式而將它們都稱為膜狀結構體。因此，為了以高生產率穩定地進行電化學還原處理，優選使用作為本專利技術的一個方式的卷對卷方式的裝置。本說明書所公開的本專利技術的一個方式是柔性襯底處理裝置，其特征在于包括：發送形成有膜狀結構體的柔性襯底的襯底搬出部；將膜狀結構體所包含的氧化物電化學還原的還原處理部；洗滌柔性襯底及膜狀結構體的洗滌部；使柔性襯底及膜狀結構體干燥的干燥部；以及卷起形成有膜狀結構體的柔性襯底的襯底搬入部。另外，本說明書所公開的本專利技術的另一個方式是柔性襯底處理裝置，其特征在于包括：發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選各自具有分離的室。另外，優選至少上述還原處理部、洗滌部及干燥部設置有氣氛控制部。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。另外，優選在上述還原處理部和洗滌部中的柔性襯底的搬送路徑中設置有送風處理部。可以利用該送風處理部去除附著到柔性襯底的電解液或洗滌液的大部分。另外，通過將上述第一電極用作陰極，將第二電極用作陽極，并將兩者之間的電位設定為還原電位，可以將上述膜狀結構體所包含的氧化物電化學還原。另外，優選上述第一電極以與柔性襯底的間隔相同的方式設置在柔性襯底的正面和背面的兩側。但是，當膜狀結構體只形成在柔性襯底的單面時，也可以將第一電極只設置在該形成有膜狀結構體的面一側。另外，優選在上述第二電極中設置有接觸部，以使第二電極與柔性襯底接觸而具有相同的電位。另外，在緊靠上述還原處理部之前的上述柔性襯底的搬送路徑中也可以依次設置有：在柔性襯底上形成膜狀結構體的膜狀結構體形成部；以及使膜狀結構體干燥的膜狀結構體干燥部。另外，在襯底搬入部之前的上述柔性襯底的搬送路徑中也可以設置有使上述柔性襯底與其他多個柔性襯底重疊的重疊部。另外，也可以設置有將多個柔性襯底搬到襯底搬入部中的搬送路徑。通過本專利技術的一個方式可以提供能夠在柔性襯底上形成導電性良好的石墨烯的柔性襯底處理裝置。另外，可以提供能夠對形成在柔性襯底上的氧化物穩定地進行還原處理的柔性襯底處理裝置。另外，可以提高利用形成在柔性襯底上的膜狀結構體的產品的質量及生產率。附圖說明圖1是說明根據本專利技術的一個方式的柔性襯底處理裝置的圖；圖2A至圖2C是說明根據本專利技術的一個方式的柔性襯底處理裝置的圖；圖3是說明根據本專利技術的一個方式的柔性襯底處理裝置的圖；圖4是說明根據本專利技術的一個方式的柔性襯底處理裝置的圖；圖5是說明根據本專利技術的一個方式的柔性襯底處理裝置的圖；圖6是說明根據本專利技術的一個方式的柔性襯底處理裝置的圖；圖7A和圖7B是說明石墨烯的制造方法及其中使用的裝置的圖；圖8是說明現有的石墨烯的制造方法的圖；圖9是說明氧化石墨烯的制造方法的圖；圖10是說明氧化石墨烯的制造方法的圖；圖11A至圖11C是說明蓄電裝置的正極的圖；圖12A至圖12D是說明蓄電裝置的負極的圖；圖13是說明蓄電裝置的圖。具體實施方式下面參照附圖對本專利技術的實施方式的一個實例進行說明。但是，本專利技術不局限于以下說明，而所屬
的普通技術人員可以很容易地理解一個事實就是其方式及詳細內容在不脫離本專利技術的宗旨及其范圍的情況下可以被變換為各種各樣的形式。因此，本專利技術不應該被解釋為僅限定在下述實施方式所記載的內容中。另外，當在說明中參照附圖時，有時在不同的附圖中也共同使用相同的附圖標記來表示相同的部分。另外，當表示相同的部分時有時使用同樣的陰影線，而不特別附加附圖標記。實施方式1在本實施方式中，對本專利技術的一個方式中的柔性襯底處理裝置的結構及在該裝置內進行的工序進行說明。本專利技術的一個方式中的柔性襯底處理裝置包括電化學還原處理部，該電化學還原處理部能夠將形成在柔性襯底上的膜狀結構體所包含的氧化物穩定地還原。另外，柔性襯底是指能夠容易彎曲、撓曲的襯底，例如可以舉出金屬箔、樹脂薄膜、極薄的玻璃襯底等。由于在本實施方式中能夠使用的柔性襯底需要具有導電性，所以優選使用金屬箔等。但是，即使是絕緣材料，只要用金屬膜等覆蓋以使表面具有導電性的方式進行本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種柔性襯底處理裝置，包括：包括第一退繞機構的襯底搬出部，該第一退繞機構設置有纏繞著柔性襯底的第一筒管；還原處理部，該還原處理部包括容納有電解液的第一槽、在所述第一槽中與所述柔性襯底平行的第一電極及使所述柔性襯底浸漬在所述電解液中的第一輥；包括第二槽的洗滌部，該第二槽容納有洗滌液及以使所述柔性襯底浸漬在所述洗滌液中的方式支撐所述柔性襯底的第二輥；包括第一干燥單元的干燥部；以及包括卷繞機構的襯底搬入部，該卷繞機構設置有卷起所述柔性襯底的第二筒管，其中，在柔性襯底的搬送路徑中，依次組合有所述襯底搬出部、所述還原處理部、所述洗滌部、所述干燥部及所述襯底搬入部。

【技術特征摘要】
2011.11.25 JP 2011-2577451.一種用柔性襯底處理裝置將氧化石墨烯還原形成石墨烯的方法，該柔性襯底處理裝置包括：包括退繞機構的襯底搬出部，該退繞機構設置有纏繞著柔性襯底的第一筒管；還原處理部，該還原處理部包括容納有電解液的第一槽、在所述第一槽中與所述柔性襯底平行的第一電極及使所述柔性襯底浸漬在所述電解液中的第一輥；包括第二槽的洗滌部，該第二槽容納有洗滌液及以使所述柔性襯底浸漬在所述洗滌液中的方式支撐所述柔性襯底的第二輥；包括干燥單元的干燥部；以及包括卷繞機構的襯底搬入部，該卷繞機構設置有卷起所述柔性襯底的第二筒管，其中，所述第一筒管、所述第二筒管、所述第一輥和所述第二輥中的一個或多個用作第二電極，所述方法包括如下步驟：使所述柔性襯底與所述第一筒管接觸并在襯底搬出部中將所述柔性襯底卷起；將所述柔性襯底及所述第一電極浸漬到所述第一槽中的所述電解液中；通過向所述第二電極供應特定電位使所述柔性襯底的電位與所述第二電極的電位相同，將形成在所述柔性襯底上的膜狀結構體所包含的氧化石墨烯還原來形成石墨烯；在所述第二槽中洗滌所述膜狀結構體及所述柔性襯底；用所述干燥部中的干...

【專利技術屬性】
技術研發人員：高橋實，齋藤祐美子，桃純平，森若圭恵，楠本直人，
申請(專利權)人：株式會社半導體能源研究所，
類型：發明
國別省市：