柔性衬底处理装置制造方法及图纸

本发明专利技术的一个方式提供一种柔性衬底处理装置，该柔性衬底处理装置能够对形成在柔性衬底上的膜状结构体所包含的氧化物稳定地进行还原处理。上述装置结构包括：发送形成有膜状结构体的柔性衬底的衬底搬出部；将形成在柔性衬底上的膜状结构体所包含的氧化物电化学还原的还原部；洗涤柔性衬底及膜状结构体的洗涤部；使柔性衬底及膜状结构体干燥的干燥部；以及卷起形成有膜状结构体的柔性衬底的衬底搬入部。

【技术实现步骤摘要】
柔性衬底处理装置
本专利技术涉及一种柔性衬底处理装置。
技术介绍
近年来，作为具有优异的导电性、柔性及机械强度的电子材料，作为碳材料之一的石墨烯引人注目，而正在研究将石墨烯应用于各种产品。例如，将石墨烯应用于锂二次电池及锂离子电容器等蓄电装置也是一个实例。通过用石墨烯覆盖该蓄电装置的电极或将石墨烯混合到该蓄电装置的电极，可以提高该电极的导电性。作为石墨烯的制造方法的一个实例，专利文献1公开了在存在碱的状态下将氧化石墨还原的方法。作为形成该氧化石墨的方法，可以举出：将硫酸、硝酸及氯酸钾用作氧化剂的方法；将硫酸及过锰酸钾用作氧化剂的方法；以及将氯酸钾及发烟硝酸用作氧化剂的方法等。对包含通过上述方法得到的氧化石墨的液体进行超声波处理或搅拌来剥离氧化石墨，而形成氧化石墨烯。接着，通过在存在碱的状态下进行氧化石墨烯的还原处理，可以生成石墨烯。另外，也可以通过进行加热处理将氧化石墨烯还原成石墨烯。[专利文献1]日本专利申请公开2011-500488号公报通过氧化石墨烯的还原生成的石墨烯的导电性根据构成该石墨烯的碳原子的键合状态而不同，即碳的sp2键（双键）的比率越高，导电性越高。另外，从生产率的观点而言，形成有氧化石墨烯等氧化物的衬底优选为能够成为卷状的柔性衬底。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个方式的目的之一是提供柔性衬底处理装置，该柔性衬底处理装置能够在柔性衬底上形成导电性良好的石墨烯。另外，本专利技术的一个方式的目的之一是提供柔性衬底处理装置，该柔性衬底处理装置能够对形成在柔性衬底上的氧化物进行还原处理。本说明书所公开的本专利技术的一个方式涉及卷对卷方式（Roll-to-Roll方式）的柔性衬底处理装置，在上述卷对卷方式中对形成在尺寸长的柔性衬底上的氧化物进行还原处理。当为了提高石墨烯的导电率而增高石墨烯中的sp2键的比率时，优选进行电化学处理（electrochemicalprocess）将氧化石墨烯还原，而不进行热处理。但是，当通过电化学处理稳定地进行氧化物的还原时，需要将形成有氧化物的衬底与对电极（counterelectrode）之间的距离维持为特定距离并在电解液中进行处理。若该距离产生偏差，通过还原被脱氧化了的材料的质量也会产生偏差。另外，上述氧化物的方式不局限于单一方式，也包括层叠有或混合有与氧化物不同的材料的方式。在本说明书中，不区别该多个方式而将它们都称为膜状结构体。因此，为了以高生产率稳定地进行电化学还原处理，优选使用作为本专利技术的一个方式的卷对卷方式的装置。本说明书所公开的本专利技术的一个方式是柔性衬底处理装置，其特征在于包括：发送形成有膜状结构体的柔性衬底的衬底搬出部；将膜状结构体所包含的氧化物电化学还原的还原处理部；洗涤柔性衬底及膜状结构体的洗涤部；使柔性衬底及膜状结构体干燥的干燥部；以及卷起形成有膜状结构体的柔性衬底的衬底搬入部。另外，本说明书所公开的本专利技术的另一个方式是柔性衬底处理装置，其特征在于包括：发送由第一筒管卷起的柔性衬底的衬底搬出部；包括第一槽的还原处理部，该第一槽容纳有电解液、浸渍在电解液中并与柔性衬底平行的第一电极及以使柔性衬底浸渍在电解液中的方式支撑柔性衬底的第一辊；具有第二槽的洗涤部，该第二槽容纳有洗涤液及以使柔性衬底浸渍在洗涤液中的方式支撑柔性衬底的第二辊；使柔性衬底干燥的干燥部；以及将柔性衬底卷到第二筒管上的衬底搬入部，其中，将第一筒管、第二筒管、第一辊和第二辊中的任一个以上用作第二电极，并且，在柔性衬底的路径中，依次组合有衬底搬出部、还原处理部、洗涤部、干燥部及衬底搬入部。上述柔性衬底处理装置也可以省略洗涤部和干燥部中的任一个或这两者。上述衬底搬出部、还原处理部、洗涤部、干燥部及衬底搬入部优选各自具有分离的室。另外，优选至少上述还原处理部、洗涤部及干燥部设置有气氛控制部。另外，在上述衬底搬出部与上述还原处理部之间、上述还原处理部与上述洗涤部之间、上述洗涤部与上述干燥部之间以及上述干燥部与上述衬底搬入部之间分别设置夹持辊或狭缝，并且可以通过该夹持辊或该狭缝搬送上述柔性衬底。另外，优选在上述还原处理部和洗涤部中的柔性衬底的搬送路径中设置有送风处理部。可以利用该送风处理部去除附着到柔性衬底的电解液或洗涤液的大部分。另外，通过将上述第一电极用作阴极，将第二电极用作阳极，并将两者之间的电位设定为还原电位，可以将上述膜状结构体所包含的氧化物电化学还原。另外，优选上述第一电极以与柔性衬底的间隔相同的方式设置在柔性衬底的正面和背面的两侧。但是，当膜状结构体只形成在柔性衬底的单面时，也可以将第一电极只设置在该形成有膜状结构体的面一侧。另外，优选在上述第二电极中设置有接触部，以使第二电极与柔性衬底接触而具有相同的电位。另外，在紧靠上述还原处理部之前的上述柔性衬底的搬送路径中也可以依次设置有：在柔性衬底上形成膜状结构体的膜状结构体形成部；以及使膜状结构体干燥的膜状结构体干燥部。另外，在衬底搬入部之前的上述柔性衬底的搬送路径中也可以设置有使上述柔性衬底与其他多个柔性衬底重叠的重叠部。另外，也可以设置有将多个柔性衬底搬到衬底搬入部中的搬送路径。通过本专利技术的一个方式可以提供能够在柔性衬底上形成导电性良好的石墨烯的柔性衬底处理装置。另外，可以提供能够对形成在柔性衬底上的氧化物稳定地进行还原处理的柔性衬底处理装置。另外，可以提高利用形成在柔性衬底上的膜状结构体的产品的质量及生产率。附图说明图1是说明根据本专利技术的一个方式的柔性衬底处理装置的图；图2A至图2C是说明根据本专利技术的一个方式的柔性衬底处理装置的图；图3是说明根据本专利技术的一个方式的柔性衬底处理装置的图；图4是说明根据本专利技术的一个方式的柔性衬底处理装置的图；图5是说明根据本专利技术的一个方式的柔性衬底处理装置的图；图6是说明根据本专利技术的一个方式的柔性衬底处理装置的图；图7A和图7B是说明石墨烯的制造方法及其中使用的装置的图；图8是说明现有的石墨烯的制造方法的图；图9是说明氧化石墨烯的制造方法的图；图10是说明氧化石墨烯的制造方法的图；图11A至图11C是说明蓄电装置的正极的图；图12A至图12D是说明蓄电装置的负极的图；图13是说明蓄电装置的图。具体实施方式下面参照附图对本专利技术的实施方式的一个实例进行说明。但是，本专利技术不局限于以下说明，而所属
的普通技术人员可以很容易地理解一个事实就是其方式及详细内容在不脱离本专利技术的宗旨及其范围的情况下可以被变换为各种各样的形式。因此，本专利技术不应该被解释为仅限定在下述实施方式所记载的内容中。另外，当在说明中参照附图时，有时在不同的附图中也共同使用相同的附图标记来表示相同的部分。另外，当表示相同的部分时有时使用同样的阴影线，而不特别附加附图标记。实施方式1在本实施方式中，对本专利技术的一个方式中的柔性衬底处理装置的结构及在该装置内进行的工序进行说明。本专利技术的一个方式中的柔性衬底处理装置包括电化学还原处理部，该电化学还原处理部能够将形成在柔性衬底上的膜状结构体所包含的氧化物稳定地还原。另外，柔性衬底是指能够容易弯曲、挠曲的衬底，例如可以举出金属箔、树脂薄膜、极薄的玻璃衬底等。由于在本实施方式中能够使用的柔性衬底需要具有导电性，所以优选使用金属箔等。但是，即使是绝缘材料，只要用金属膜等覆盖以使表面具有导电性的方式进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种柔性衬底处理装置，包括：包括第一退绕机构的衬底搬出部，该第一退绕机构设置有缠绕着柔性衬底的第一筒管；还原处理部，该还原处理部包括容纳有电解液的第一槽、在所述第一槽中与所述柔性衬底平行的第一电极及使所述柔性衬底浸渍在所述电解液中的第一辊；包括第二槽的洗涤部，该第二槽容纳有洗涤液及以使所述柔性衬底浸渍在所述洗涤液中的方式支撑所述柔性衬底的第二辊；包括第一干燥单元的干燥部；以及包括卷绕机构的衬底搬入部，该卷绕机构设置有卷起所述柔性衬底的第二筒管，其中，在柔性衬底的搬送路径中，依次组合有所述衬底搬出部、所述还原处理部、所述洗涤部、所述干燥部及所述衬底搬入部。

【技术特征摘要】
2011.11.25 JP 2011-2577451.一种用柔性衬底处理装置将氧化石墨烯还原形成石墨烯的方法，该柔性衬底处理装置包括：包括退绕机构的衬底搬出部，该退绕机构设置有缠绕着柔性衬底的第一筒管；还原处理部，该还原处理部包括容纳有电解液的第一槽、在所述第一槽中与所述柔性衬底平行的第一电极及使所述柔性衬底浸渍在所述电解液中的第一辊；包括第二槽的洗涤部，该第二槽容纳有洗涤液及以使所述柔性衬底浸渍在所述洗涤液中的方式支撑所述柔性衬底的第二辊；包括干燥单元的干燥部；以及包括卷绕机构的衬底搬入部，该卷绕机构设置有卷起所述柔性衬底的第二筒管，其中，所述第一筒管、所述第二筒管、所述第一辊和所述第二辊中的一个或多个用作第二电极，所述方法包括如下步骤：使所述柔性衬底与所述第一筒管接触并在衬底搬出部中将所述柔性衬底卷起；将所述柔性衬底及所述第一电极浸渍到所述第一槽中的所述电解液中；通过向所述第二电极供应特定电位使所述柔性衬底的电位与所述第二电极的电位相同，将形成在所述柔性衬底上的膜状结构体所包含的氧化石墨烯还原来形成石墨烯；在所述第二槽中洗涤所述膜状结构体及所述柔性衬底；用所述干燥部中的干...

【专利技术属性】
技术研发人员：高桥实，斋藤祐美子，桃纯平，森若圭恵，楠本直人，
申请(专利权)人：株式会社半导体能源研究所，
类型：发明
国别省市：