Покрытие с низкой отражательной способностью, способ и система для покрытия подложки - RU2018102155A
Код документа: RU2018102155A
Формула
1. Способ покрытия подложки углеродными наноструктурами, включающий стадии:
(i) получения суспензии углеродных наноструктур в растворителе;
(ii) предварительного нагрева подложки до температуры, достаточной для того, чтобы вызвать испарение растворителя при контакте суспензии с подложкой; и последующего
(iii) нанесения суспензии на подложку посредством распыления;
(iv) поддержания во время стадии (iii) температуры подложки, достаточной для поддержания испарения растворителя, наносимого распылением;
(v) повторения стадий (iii) и (iv) до тех пор, пока на подложку не будет нанесен слой углеродных наноструктур, имеющий толщину, равную по меньшей мере 2 микрометрам; и
(vi) плазменного травления покрытия для снижения плотности пленки и создания оптических полостей в покрытии, добавления оптического спейсера к суспензии перед стадией осаждения для создания оптических полостей в покрытии или комбинации этих стадий.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что углеродные наноструктуры являются многостенными углеродными нанотрубками.
3. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что покрытие из стадии (v) имеет массу на единицу площади, равную по меньшей мере 0,07 мг⋅см-2.
4. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что температура подложки на стадиях (ii) и (iii) независимо составляет по меньшей мере 60% от температуры кипения растворителя, выраженной в °С, при стандартном атмосферном давлении.
5. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что температура подложки на стадиях (ii) и (iii) независимо не более чем в 4 раза превышает температуру кипения растворителя, выраженную в °С, при стандартном атмосферном давлении.
6. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что температура подложки на стадиях (ii) и (iii) независимо лежит в диапазоне от 80°С до 300°С.
7. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что концентрация углеродных наноструктур в растворителе на стадии (i) лежит в диапазоне от 0,1 мг/мл до 5 мг/мл.
8. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что на стадии (vi) плазменное травление осуществляют в течение времени, лежащего в диапазоне от 3 минут до 10 минут.
9. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что на стадии (vi) плазменное травление осуществляют при давлении, лежащем в диапазоне от 0,1 торр до 5 торр.
10. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что на стадии (vi) плазменное травление осуществляют при плотности мощности, лежащей в диапазоне от 0,02 Вт⋅см-2 до 4 Вт⋅см-2.
11. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что он включает стадию обеспечения защитной функционализации покрытия из углеродных наноструктур.
12. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что он включает стадию обеспечения защитного покрытия поверх покрытия из углеродных наноструктур.
13. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что он включает стадию травления или анодирования контактной поверхности подложки перед осаждением слоя углеродных наноструктур.
14. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что он включает стадию придания шероховатости контактной поверхности подложки перед осаждением слоя углеродных наноструктур.
15. Способ по п. 14, отличающийся тем, что придание шероховатости осуществляют посредством мокрого химического травления или ударной обработки поверхности твердыми частицами.
16. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что он включает стадию нанесения конверсионного покрытия на шероховатую поверхность подложки перед осаждением слоя углеродных наноструктур.
17. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что он включает стадию нанесения клеящего или адгезионного слоя на контактную поверхность подложки перед осаждением слоя углеродных наноструктур.
18. Способ по п. 17, отличающийся тем, что клеящий или адгезионный слой является слоем полиимида, эпоксидного или полиамидного полимера.
19. Способ по п. 17 или 18, отличающийся тем, что он включает стадию нагревания или отверждения клеящего или адгезионного слоя во время стадии осаждения на него слоя углеродных наноструктур.
20. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что оптический спейсер из стадии (vi) является пропускающим или поглощающим излучение той частоты, которая желательно должна быть поглощена покрытием.
21. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что оптически спейсер из стадии (vi) представляет собой или содержит сульфид цинка, селенид цинка, стирол, аморфный углерод, наночастицы нафталина или любые их комбинации.
22. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что оптический спейсер из стадии (vi) имеет форму частиц, имеющих средний диаметр, лежащий в диапазоне от нанометров до десятков микрометров.
23. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что растворитель имеет индекс полярности, лежащий в диапазоне от 0,2 до 6,7.
24. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что растворитель имеет индекс полярности, лежащий в диапазоне от 3,0 до 6,2.
25. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что растворитель является хлороформом, этанолом, этилацетатом, ацетоном, циклогексаном, тетрагидрофураном, диметилформамидом или N-метил-2-пирролидоном.
26. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что растворитель не содержит поверхностно-активных веществ.
27. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что он включает стадию травления высушенного слоя углеродных наноструктур.
28. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что он включает стадию нанесения гидрофобного покрытия на слой углеродных наноструктур.
29. Способ по п. 28, отличающийся тем, что гидрофобное покрытие наносят посредством стадии плазменного травления после стадии (vi).
30. Способ по п. 29, отличающийся тем, что генерация плазмы для стадии плазменного травления происходит в отсутствие источника атомов водорода, подложку нагревают до по меньшей мере 100°С, плотность мощности плазмы не превышает 0,5 Вт⋅см-2, и плазму генерируют в течение периода, лежащего в диапазоне от 3 минут до 12 минут.
31. Способ покрытия подложки углеродными наноструктурами, включающий стадии:
(i) покрытия подложки раствором полимера, который является полимером, растворенным в первом растворителе;
(ii) получения суспензии углеродных наноструктур во втором растворителе;
(iii) распылительного нанесения суспензии на подложку, так что углеродные наноструктуры включаются в раствор полимера;
(iv) сушки подложки для испарения первого и второго растворителей с получением покрытия, состоящего из полимера и углеродных наноструктур;
(v) плазменного травления покрытия для удаления по меньшей мере части полимера.
32. Способ по п. 31, отличающийся тем, что полимер является полиамидной кислотой, полученной из пиромеллитового диангидрида (PMDA) и 4,4-оксидианилина (ODA).
33. Способ по п. 31 или 32, отличающийся тем, что первый растворитель является N-метил-2-пирролидоном (NMP), диметилацетамидом (DMAC), диметилформамидом (DMF), тетрагидрофураном (THF), метанолом или любой их комбинацией.
34. Способ по любому из пп. 31-33, отличающийся тем, что второй растворитель является хлороформом, этилацетатом, ацетоном, циклогексаном, тетрагидрофураном, диметилформамидом или N-метил-2-пирролидоном.
35. Способ по любому из пп. 31-34, отличающийся тем, что на стадии (iv) подложку сушат при температуре, лежащей в диапазоне от 50°С до 100°С.
36. Способ по любому из пп. 31-35, отличающийся тем, что на стадии (iv) подложку сушат в течение периода, лежащего в диапазоне от 30 минут до 90 минут.
37. Способ по любому из пп. 31-36, отличающийся тем, что после стадии (iv) и перед стадией (v) полимеры, содержащиеся в покрытии, отверждают.
38. Способ по любому из пп. 31-37, отличающийся тем, что плазменное травление на стадии (v) осуществляют с использованием CF4/O2 плазмы.
39. Способ по любому из пп. 31-38, отличающийся тем, что плазменное травление на стадии (v) осуществляют при отношении объемных скоростей, выраженных в см3 в минуту, равном 1:4.
40. Способ по любому из пп. 31-39, отличающийся тем, что плазменное травление на стадии (v) осуществляют при плотности мощности, лежащей в диапазоне от 0,05 Вт⋅см-2 до 4 Вт⋅см-2.
41. Способ по любому из пп. 31-40, отличающийся тем, что плазменное травление на стадии (v) осуществляют в течение периода времени, лежащего в диапазоне от 30 секунд до 3 минут.
42. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что суспендированным углеродным наноструктурам в растворителе позволяют агломерировать перед нанесением покрытия на подложку.
43. Способ по п. 42, отличающийся тем, что он включает стадию ультразвуковой обработки углеродных наноструктур с целью диспергирования их в растворителе, после чего суспензию оставляют в покое до образования агломератов.
44. Способ по любому из пп. 1-30, отличающийся тем, что этому способу предшествует способ по любому из пп. 31-43, причем продукт способа по пп. 31-43 используют в качестве подложки на стадии (ii) способа по пп. 1-30.
45. Подложка, полученная способом по любому из предыдущих пунктов.
