[发明专利]碳涂覆制品及其制备方法

说明书

技术领域

本公开涉及碳涂覆制品及其制备方法。

背景技术

各种纳米级碳涂覆制品和制备此类制品的方法是已知的。例如，此类制品和方法描述于美国专利申请公布2008/0248275(Jang等人)中。

发明内容

在一些实施例中，提供了一种制品。该制品包括基底，该基底包括第一主表面和任选地第二主表面。层状布置设置在第一主表面和第二主表面的任一者或两者上。该层状布置包括碳层和导电聚合物层。

在一些实施例中，提供了一种形成制品的方法。该方法包括提供包括表面的基底，将包含碳粒子的干燥组合物施用至该基底的表面，并且将导电聚合物层施用至该基底的表面。

本公开的上述发明内容并非意图描述本发明的每一个实施例。本发明的其他特征、目标和优点从说明书和权利要求书中将显而易见。

附图说明

结合附图考虑以下对本公开的各个实施例的详细描述可以更全面地理解本公开，其中：

图1为根据本公开的一些实施例所形成的碳层的扫描隧道显微镜图像；

图2示出了用于根据本公开的一些实施例执行光热偏转光谱测量的实验设置的示意图；

图3为作为相对于根据本发明的一些实施例所形成的制品所观察的涂层速度的函数的涂层厚度的曲线图；

图4为作为相对于根据本发明的一些实施例所形成的制品所观察的涂层厚度的函数的薄层电阻的曲线图；

图5为作为相对于根据本发明的一些实施例所形成的制品所观察的光学波长的函数的透光率百分比的曲线图；并且

图6为作为相对于根据本发明的一些实施例所形成的制品所观察的膜厚度的函数的导热率的曲线图。

具体实施方式

电子元件的成功的热管理需要能够快速地且有效地耗散热量的材料。一般来讲，热管理材料的效应是材料的导热率的函数，高导热率或k值的材料是优异的热导体。

最高的执行热导体是在室温下具有大于1000W/m.K的导热率的那些。例如，具有此类高导热率的碳的同素异形体为金刚石(1000-2200W/m.K)、碳纳米管(至多3000-3500W/m.K)、石墨(1200W/m.K)和单层石墨烯(3000-5300W/m.K)。然而，由于前述高执行材料的成本限制，当前的热管理解决方案采用远低k值的材料。例如，在商业产品中1-5W/m.K的k值是典型的，而10W/m.K视为高的。这些热管理解决方案的大部分采用填充有高导热率材料(诸如氧化铝)的电绝缘材料(诸如环氧树脂或硅氧烷)，从而生成具有约5W/m.K的导热率的复合物。

因此，虽然替代热管理材料表现出比得上的高性能热导体的性质，但其可以较大的量且以低得多的成本来生产是可期望的。

聚合(3,4-乙二氧基噻吩)：聚(苯乙烯磺酸)(PEDOT:PSS)薄膜为有机的、透明的且导电的聚合物，其具有聚合物的有利特性(包括低重量、易于加工和柔韧性)，该聚合物具有常规透明的导体(诸如铟锡氧化物(ITO))的物理特性。例如，PEDOT:PSS在有机电子器件中用作空穴传输或电子阻挡层并且在薄膜有机太阳能电池(OSC)和有机发光装置(OLED)中用作ITO和活性层之间的界面。随着对高功率密度的柔性电子装置的关注的增加，希望改善PEDOT:PSS基底料的能力以有效地耗散由集成芯片和其他电子元件所生成的热量。电子器件中有效热管理主要关心的事是获得低重量、低成本和低毒性的高导热率。然而，迄今为止，所生产的纯PEDOT:PSS材料的室温导热率(0.2-0.25W m^-1K^-1)，相比于硅(149W m^-1K^-1)是极差的，并且未解决这些关心的事。

因此，替代(PEDOT:PSS)薄膜制品表现出改善的导热率性质，以及大量和低成本对其进行制备的方法是可期望的。