本實(shí)用新型涉及一種龜裂薄膜材料連續(xù)自動涂膜設(shè)備，用于金屬網(wǎng)絡(luò)透明電極制備線前段犧牲層連續(xù)自動涂膜。

背景技術(shù)：

目前，隨著觸摸屏、太陽能電池、智能窗戶以及平板顯示器等光電器件和設(shè)備的迅速發(fā)展，對于低電阻、高透光性能的透明電極材料的需求越來越大。

氧化銦錫(ITO)是一種N型氧化物半導(dǎo)體材料，是傳統(tǒng)透明電極主要材料之一。ITO的優(yōu)點(diǎn)在于：透光性好、化學(xué)穩(wěn)定性好、易蝕刻成電極圖形等，但是，ITO難以攻克的缺陷在于：⑴真空鍍膜成本高及其鍍膜速率低、前期固定資產(chǎn)投入大(需要建設(shè)大型真空鍍膜設(shè)備線)；⑵ITO的金屬氧化物脆性，而無法使用柔性器件和設(shè)備；⑶最重要的一點(diǎn)是ITO所用到的原材料為稀有金屬銦，銦的全世界儲量很低，使得ITO價(jià)格不斷隨之上漲，將會有告罄的危險(xiǎn)；⑷ITO廢舊電子產(chǎn)品也不易回收，銦有毒性，且回收成本高昂。因此，類似石墨烯、Metal Mesh和納米金屬等ITO替代材料的發(fā)展進(jìn)程受到研究機(jī)構(gòu)和市場的密切關(guān)注。

與石墨烯、碳納米管、導(dǎo)電高聚物等替代材料相比，金屬納米線薄膜和金屬網(wǎng)格具有明顯的優(yōu)勢。納米金屬線薄膜適合采用液相法規(guī)模制備、適合柔性襯底，但是，大長徑比納米線的批量制備、納米線的均勻成模以及克服納米線之間接觸電阻等問題限制了金屬納米線的規(guī)模應(yīng)用。金屬網(wǎng)格主要采用各種物理方法制備(包括機(jī)械壓印、光刻、離子刻蝕等)，然而，昂貴的設(shè)備限制了其大面積和大規(guī)模制備工藝，另外由于目前采用物理方法制備的金屬網(wǎng)格尺寸較大(大于5微米)，造成在高像素下(通常大于200ppi)的莫瑞干涉波紋非常明顯。所以，研究亞微米級別金屬微納米金屬網(wǎng)絡(luò)電極材料、制備工藝以及其專用的設(shè)備是目前ITO替代材料的重要研究方向之一。

中國授權(quán)實(shí)用新型專利(ZL201310122824.1)公開了一種基于龜裂模板法制備多孔金屬薄膜透明導(dǎo)電電極的方法，雖然采用這種制備方法可以獲得微納米尺度金屬網(wǎng)線的透明導(dǎo)電薄膜，薄膜的光電性能超過傳統(tǒng)ITO電極，且具有很好的柔性，但是，該方法是亞微米金屬網(wǎng)絡(luò)透明導(dǎo)電電極的實(shí)驗(yàn)室小尺寸制備方法，這種制備方法僅限在實(shí)驗(yàn)室小面積間歇式使用，生產(chǎn)周期長、生產(chǎn)效率低，且成本較高，無法適用于工業(yè)化自動連續(xù)磁控濺射生產(chǎn)線。

目前，市面上還未出現(xiàn)能夠?qū)崿F(xiàn)柔性透明導(dǎo)電電極大面積產(chǎn)業(yè)化的方法及設(shè)備，這不僅是當(dāng)前本行業(yè)亟待解決的技術(shù)難題，而且更是急需填補(bǔ)的一項(xiàng)技術(shù)空白。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、工藝簡單、縮短生產(chǎn)周期、提高生產(chǎn)效率、可實(shí)現(xiàn)大面積、工業(yè)化自動連續(xù)性生產(chǎn)的龜裂薄膜材料連續(xù)自動涂膜設(shè)備。

本實(shí)用新型的目的是通過以下的技術(shù)措施來實(shí)現(xiàn)：一種龜裂薄膜材料連續(xù)自動涂膜設(shè)備，其特征在于：它包括電控裝置、按照柔性襯底輸送方向依次設(shè)置的放卷機(jī)構(gòu)、常壓等離子體清洗裝置、涂布裝置、加熱裝置和收卷機(jī)構(gòu)，所述放卷機(jī)構(gòu)、常壓等離子體清洗裝置、涂布裝置、加熱裝置和收卷機(jī)構(gòu)分別與電控裝置相連，所述電控裝置控制柔性襯底由放卷機(jī)構(gòu)放卷，經(jīng)過常壓等離子體清洗裝置對其進(jìn)行常壓等離子體清洗、涂布裝置涂布龜裂液和加熱裝置加熱涂布有龜裂液的柔性襯底，在柔性襯底上形成龜裂縫模板成為柔性襯底模板，并由收卷機(jī)構(gòu)收卷。

本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了龜裂薄膜材料的連續(xù)性、大面積生產(chǎn)，用于金屬網(wǎng)絡(luò)透明電極制備線前段犧牲層連續(xù)自動涂膜，縮短了生產(chǎn)周期，工藝流程簡單，提高了生產(chǎn)效率，可以此為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)柔性微納米金屬網(wǎng)絡(luò)透明導(dǎo)電電極大面積連續(xù)性批量生產(chǎn)。另外，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低廉，適于廣泛推廣和適用。

本實(shí)用新型所述柔性襯底是現(xiàn)有的材料，例如PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯)、PI(聚酰亞胺)等柔性襯底。所述常壓等離子體清洗裝置是現(xiàn)有裝置，用于對柔性襯底表面進(jìn)行清潔、改性、活化和提高表面附著力等。

作為本實(shí)用新型的一種改進(jìn)，所述放卷機(jī)構(gòu)和收卷機(jī)構(gòu)分別主要由驅(qū)動機(jī)構(gòu)、卷軸和轉(zhuǎn)動安裝在卷軸上的卷筒組成，所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動卷筒轉(zhuǎn)動，所述放卷機(jī)構(gòu)和收卷機(jī)構(gòu)分別通過安裝在一長形安裝框體上的一對可轉(zhuǎn)動的放料導(dǎo)輥和一對可轉(zhuǎn)動的收料導(dǎo)輥輸送柔性襯底，所述放料導(dǎo)輥位于所述安裝框體的前端，且該對放料導(dǎo)輥上下相對應(yīng)并具有用于柔性襯底通過的間隙，所述收料導(dǎo)輥位于所述安裝框體的末端，且該對收料導(dǎo)輥上下相對應(yīng)并具有用于柔性襯底模板通過的間隙，所述常壓等離子體清洗裝置主要由設(shè)置在安裝框體上方的等離子清洗頭組成，所述涂布裝置主要由用于噴涂龜裂液的噴頭和用于將龜裂液涂覆在柔性襯底上的邁耶棒組成，所述噴頭位于安裝框體的上方且噴涂壓力可調(diào)，所述邁耶棒沿橫向可轉(zhuǎn)動安裝在安裝框體內(nèi)，所述加熱裝置采用固定在安裝框體內(nèi)的加熱板，所述邁耶棒位于柔性襯底的上方，而所述加熱板則位于柔性襯底的下方。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述收卷機(jī)構(gòu)安裝有磁粉張力控制器和糾偏裝置，所述磁粉張力控制器具有張力傳感器，所述糾偏裝置具有光電傳感器，所述張力傳感器感受柔性襯底的張力大小，將張力信號反饋給磁粉張力控制器，磁粉張力控制器根據(jù)張力信號對柔性襯底的張力和速度進(jìn)行調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)恒速和恒張力；所述光電傳感器跟蹤物料反饋信號給糾偏裝置使收料卷整齊。

作為本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式，所述常壓等離子體清洗裝置的等離子清洗頭為數(shù)個且高度可調(diào)，所述等離子清洗頭設(shè)置成至少一排橫跨于柔性襯底的上方。

作為本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式，所述涂布裝置的噴頭為數(shù)個且高度可調(diào)，所述噴頭設(shè)置成至少一排橫跨于柔性襯底的上方；所述涂布裝置的邁耶棒為至少一個，兩個以上的邁耶棒沿著安裝框體的長度方向排列。

本實(shí)用新型還可以做以下改進(jìn)，在所述常壓等離子體清洗裝置和涂布裝置之間設(shè)有豎向的隔板，所述隔板底部固定在所述安裝框體上，所述隔板隔離所述常壓等離子體清洗裝置的等離子清洗頭和涂布裝置的噴頭。隔板可以用于隔開用于常壓等離子體清洗裝置清洗的清洗區(qū)域和用于涂布裝置噴涂的噴涂區(qū)域。

作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選實(shí)施方式，加熱板的加熱溫度是40～70℃，所述龜裂縫模板的裂縫的寬度為1～10um。

作為本實(shí)用新型的一種推薦方式，所述龜裂液采用雞蛋清凝膠，雞蛋清凝膠配比是雞蛋清與水體積比范圍為1:0.5～1:5，龜裂液也可以選用二氧化鈦等高聚物凝膠。

作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述龜裂液在柔性襯底上涂布的厚度是100～5000nm。

本實(shí)用新型所述常壓等離子體清洗裝置的輸出功率是600～1200w。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下顯著的效果：

⑴本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了龜裂薄膜材料的連續(xù)性、大面積生產(chǎn)，用于金屬網(wǎng)絡(luò)透明電極制備線前段犧牲層連續(xù)自動涂膜。

⑵本實(shí)用新型縮短了生產(chǎn)周期，工藝流程簡單，提高了生產(chǎn)效率，可以此為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)柔性微納米金屬網(wǎng)絡(luò)透明導(dǎo)電電極大面積連續(xù)性批量生產(chǎn)。

⑶本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低廉，適于廣泛推廣和適用。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，是本實(shí)用新型一種龜裂薄膜材料連續(xù)自動涂膜設(shè)備，包括電控裝置、按照柔性襯底4輸送方向依次設(shè)置的放卷機(jī)構(gòu)1、常壓等離子體清洗裝置2、豎向的隔板18、涂布裝置、加熱裝置和收卷機(jī)構(gòu)3，放卷機(jī)構(gòu)1、常壓等離子體清洗裝置2、涂布裝置、加熱裝置和收卷機(jī)構(gòu)3分別與電控裝置相連，在本實(shí)施例中，柔性襯底4采用PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯)，也可以采用PI(聚酰亞胺)等其它的柔性襯底。常壓等離子體清洗裝置的輸出功率是600～1200w。電控裝置控制柔性襯底4由放卷機(jī)構(gòu)1放卷，經(jīng)過常壓等離子體清洗裝置對其進(jìn)行常壓等離子體清洗、涂布裝置涂布龜裂液和加熱裝置加熱涂布有龜裂液的柔性襯底4，加熱裝置加熱后龜裂液收縮在柔性襯底4上形成龜裂縫模板成為柔性襯底模板5，并由收卷機(jī)構(gòu)3收卷。龜裂液在柔性襯底上涂布的厚度是100～5000nm，龜裂縫模板的裂縫的寬度為1～10um，在本實(shí)施例中，龜裂液采用雞蛋清凝膠，雞蛋清凝膠配比是雞蛋清與水體積比范圍為1:0.5～1:5，在其它實(shí)施例中，龜裂液也可以選用二氧化鈦等高聚物凝膠。

放卷機(jī)構(gòu)1和收卷機(jī)構(gòu)3分別主要由驅(qū)動機(jī)構(gòu)、卷軸6和轉(zhuǎn)動安裝在卷軸6上的卷筒7組成，驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動卷筒7轉(zhuǎn)動，放卷機(jī)構(gòu)1和收卷機(jī)構(gòu)3分別通過安裝在一長形安裝框體8上的一對可轉(zhuǎn)動的放料導(dǎo)輥9和一對可轉(zhuǎn)動的收料導(dǎo)輥10輸送柔性襯底4，放料導(dǎo)輥9位于安裝框體8的前端，且該對放料導(dǎo)輥9上下相對應(yīng)并具有用于柔性襯底4通過的間隙，收料導(dǎo)輥10位于安裝框體8的末端，且該對收料導(dǎo)輥10上下相對應(yīng)并具有用于柔性襯底模板5通過的間隙，常壓等離子體清洗裝置主要由設(shè)置在安裝框體8上方的等離子清洗頭11組成，等離子清洗頭11為數(shù)個且高度可調(diào)，等離子清洗頭11設(shè)置成一排橫跨于柔性襯底4的上方，在其它實(shí)施例中，等離子清洗頭11可以設(shè)置成兩排以上。涂布裝置主要由用于噴涂龜裂液的噴頭12和用于將龜裂液涂覆在柔性襯底4上的邁耶棒13組成，邁耶棒13可進(jìn)一步將龜裂液涂抹均勻，噴頭12位于安裝框體8的上方且噴涂壓力可調(diào)，噴頭12為數(shù)個且高度可調(diào)，噴頭12設(shè)置成一排橫跨于柔性襯底的上方，在其它實(shí)施例中，噴頭12可以設(shè)置成兩排以上。邁耶棒13沿橫向可轉(zhuǎn)動安裝在安裝框體8內(nèi)，邁耶棒為兩個，兩個邁耶棒沿著安裝框體8的長度方向排列，在其它實(shí)施例中，邁耶棒為至少一個，兩個以上的邁耶棒沿著安裝框體的長度方向排列。加熱裝置采用固定在安裝框體8內(nèi)的加熱板14，加熱板14的加熱溫度是40～70℃，邁耶棒13位于柔性襯底4的上方，加熱板14位于柔性襯底4的下方。加熱板14采用澆鑄成型工藝制作，面板選材不銹鋼，有優(yōu)越的抗腐蝕性能，高溫狀態(tài)無翹曲變形。

隔板18的底部固定在安裝框體8上，隔板18隔離常壓等離子體清洗裝置的等離子清洗頭11和涂布裝置的噴頭12，以便隔開用于常壓等離子體清洗裝置清洗的清洗區(qū)域和用于涂布裝置噴涂的噴涂區(qū)域。收卷機(jī)構(gòu)3安裝有磁粉張力控制器15和糾偏裝置16，糾偏裝置16具有光電傳感器17，磁粉張力控制器15具有張力傳感器，張力傳感器感受柔性襯底的張力大小，將張力信號反饋給磁粉張力控制器15，磁粉張力控制器15根據(jù)張力信號對柔性襯底的張力和速度進(jìn)行調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)恒速和恒張力；光電傳感器17跟蹤物料反饋信號給糾偏裝置使收料卷整齊。

本實(shí)用新型的工作過程如下：柔性襯底通過放卷機(jī)構(gòu)1放料，通過磁粉張力控制器15根據(jù)張力的大小，調(diào)節(jié)放料速度為0.5m/min～2m/min；柔性襯底4經(jīng)過大氣等離子體清洗，清洗功率為600w～1000w，柔性襯底4經(jīng)過等離子體清洗后，通過噴涂裝置，需要噴涂的龜裂液選擇雞蛋清凝膠，雞蛋清凝膠配比是雞蛋清與水體積比范圍為1:0.5～1:5，噴涂壓力為10psi～20psi；噴涂雞蛋清凝膠后的柔性襯底經(jīng)過邁耶棒13抹勻；抹勻后柔性襯底經(jīng)過的加熱板14，加熱板14的加熱溫度為40℃～70℃，噴涂有雞蛋清凝膠的柔性襯底，在加熱板14的烘烤下，形成具有龜裂縫的縫隙寬度為1～10um的柔性襯底模板5，最后由收卷機(jī)構(gòu)糾正、收卷，完成整個龜裂薄膜材料涂膜。

本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此，按照本實(shí)用新型的上述內(nèi)容，利用本領(lǐng)域的普通技術(shù)知識和慣用手段，在不脫離本實(shí)用新型上述基本技術(shù)思想前提下，本實(shí)用新型還可以做出其它多種形式的修改、替換或變更，均落在本實(shí)用新型權(quán)利保護(hù)范圍之內(nèi)。