[发明专利]石墨烯薄膜制造装置及石墨烯薄膜制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种石墨烯薄膜制造装置及石墨烯薄膜制造方法，尤其涉及一种便于改善工序简便性以及石墨烯薄膜特性的石墨烯薄膜制造装置及石墨烯薄膜制造方法。

背景技术

石墨烯（graphene）是一种碳原子形成二维蜂窝状排列的具有单层原子厚度的导电性物质。如果碳原子层叠为三维则成为石墨、如果卷绕成一维而呈现圆柱状则成为碳纳米管、而如果成为圆球状则会形成零维结构的富勒烯（fullerene）。石墨烯由于只由碳元素构成，因此在结构上和化学上非常稳定。

而且，由于石墨烯处于费米能级（Fermi level）附近的电子的有效质量（effective mass）很小，因此石墨烯内的电子移动速度几乎与光速相等。所以其电学性能非常良好，故作为新一代元件的材料而受到瞩目。并且，由于石墨烯的厚度为一个碳原子的厚度，因此有望作为超高速、超薄型电子元件而得到应用。

尤其，近来显示装置多被平板显示装置替代，而平板显示装置通常使用透明电极。作为代表性透明电极的ITO（Indium Tin Oxide，铟锡氧化物）因其昂贵且制程难度高而应用受限，尤其不容易应用于柔性（Flexible）显示装置。与此相反，由于石墨烯被预测为将出色的伸缩性、柔性以及透明度集于一身的同时便于用相对简单的方法进行合成和图案化，因此正在研究其生产方法。

然而，虽然石墨烯具有如此优良的电学/机械/化学特性，却由于制造工艺的难度及由此带来的难以大量生产的问题而造成工业应用受局限。并且，如果利用可实现大量生产的化学还原法制造石墨烯，则会导致石墨烯的品质明显下降。

发明内容

技术问题

本发明可提供一种便于改善工序简便性以及石墨烯薄膜特性的石墨烯薄膜制造装置及石墨烯薄膜制造方法。

技术方案

本发明公开一种石墨烯薄膜制造装置，包括：原料流体供应部，供应含碳的原料流体；气体喷出部，从所述流体供应部得到所述原料流体的供应，并将所述原料流体热分解而以气体状态喷出；催化剂基板，配置为与从所述气体喷出部喷出的气体相接触；加热装置，配置为至少对与所述喷出的气体相接触的催化剂基板的区域进行局部加热。

在本发明中，还可以包括流体流量调节器，配置于所述原料流体供应部的一端，以用于调节从所述原料流体供应部供应到所述气体喷出部的流体的流量。

在本发明中，所述原料流体还可包括惰性气体及氢气。

在本发明中，所述气体喷出部可具有：储存部件，用于收容所述原料流体；加热部件，配置于所述储存部件的外围而将所述原料流体热分解；喷嘴部件，连接于所述储存部件而喷出被热分解的气体。

在本发明中，所述气体喷出部可形成为延伸状，以具有对应于所述催化剂基板的一个侧面宽度的宽度。

在本发明中，所述加热装置可配置为朝向所述催化剂基板的面当中与所述气体喷出部相对的面的相反面。

在本发明中，所述加热装置可配置于所述气体喷出部与所述催化剂基板之间。

在本发明中，所述加热装置可配置于所述气体喷出部的一端。

在本发明中，还可以包括：箱体，收容所述气体喷出部，并至少收容与所述喷出的气体相接触的所述催化剂基板的区域。

在本发明中，还可以包括连接于所述箱体的排气装置。

在本发明中，可通过卷对卷方式供应所述催化剂基板。

在本发明中，所述气体喷出部可在沿着一个方向移动的过程中喷出气体。

根据本发明的另一方面，公开一种石墨烯薄膜制造方法，包括如下步骤：得到含碳原料流体的供应，并将所述原料流体热分解而以气体状态喷出；喷出的气体与催化剂基板接触而反应，其中，所述喷出的气体与所述催化剂基板接触的步骤包括对与所述喷出的气体接触的催化剂基板的区域进行局部加热的步骤。

在本发明中，所述喷出的气体与催化剂基板接触而反应的步骤可通过所述催化剂基板或所述气体喷出部的移动而连续地执行。

有益效果

本发明中涉及的石墨烯薄膜制造装置及石墨烯薄膜制造方法便于实现工序的简便性以及石墨烯薄膜的优良特性。

附图说明

图1为示意性表示有关本发明一个实施例的石墨烯薄膜制造装置的立体图。

图2为沿着图1的Ⅱ-Ⅱ线截取的剖面图。

图3为示意性表示有关本发明另一实施例的石墨烯薄膜制造装置的立体图。

图4为沿着图3的Ⅳ-Ⅳ线截取的剖面图。

图5为示意性表示有关本发明又一实施例的石墨烯薄膜制造装置的立体图。