本发明属于现代装备制造产业的红外显示领域,具体为基于cvd石墨烯的柔性红外显示面板。
背景技术:
1、红外光源广泛应用于红外成像、安防监控、医疗诊断、无损检测等领域,能有效提高检测和监控的精度和效率,具有重要的经济和技术价值。现阶段,led红外光源在柔性化和发光面积控制方面面临多个挑战。首先,传统led结构较为刚性,难以适应柔性基材的弯曲和变形,导致在柔性电子设备中的应用受限。其次,发光面积控制困难,尤其是在精准调节发光区域时,容易出现非均匀发光或效率降低的问题。此外,柔性led的制造过程中,材料兼容性、散热管理和长时间使用后的稳定性也是亟待解决的问题。因此研发柔性、红外发射面积可控且具有良好稳定性的红外发射器迫在眉睫。石墨烯是一种零带隙材料,其电子具有线性色散关系,这使得其在不同频率的红外光波段都具有良好的光电响应。由于石墨烯的载流子可以通过外加电场或掺杂进行调节,因此能够精确控制红外光的发射波长。此外,石墨烯的高电子迁移率和低光吸收损耗,确保了它在高效红外发射中的应用潜力。其二维结构还支持高表面面积与材料的紧密结合,进一步提升了其作为红外光源的性能。
技术实现思路
1、本发明为了解决现阶段红外光源led红外发射器存在发光面积有限、柔性化困难以及长时间使用后稳定性差的问题,提供了基于cvd石墨烯的柔性红外显示面板。本发明将cvd石墨烯作为柔性红外显示面板的敏感材料与柔性pcb板结合,利用柔性pcb板上cvd石墨烯通电时声-电子之间的散射产生红外辐射的原理制备了柔性红外显示面板。
2、本发明是采用如下的技术方案实现的:基于cvd石墨烯的柔性红外显示面板,包括柔性pcb板和石墨烯薄膜,柔性pcb板上预制有电极对,电极对按阵列排列形成电极矩阵,每对电极对都包括正电极和负电极,石墨烯薄膜覆盖于电极矩阵上,柔性pcb板上还预留有控制电极矩阵中电极对通断电的输入接口,输入接口分为正极接口和负极接口。本发明将石墨烯薄膜转移到制备有金属电极对的柔性pcb板上,整块的石墨烯薄膜将柔性pcb板上的电极阵列全部覆盖,不同电极对均可进行独立的通/断电控制。负极接口上安装电极对负极控制开关,正极接口上安装电极对正极控制开关,所有电极对的负电极都连接到一块,使用直流电源和控制开关对电极对进行通断电控制,石墨烯薄膜上不同的位置会产生不同的红外辐射,通过对电极对通断电以及施加电压大小的控制可以使得柔性红外显示面板显示不同的红外图案。
3、上述的基于cvd石墨烯的柔性红外显示面板,该柔性红外显示面板的制备过程如下:s1:设计柔性pcb板,柔性pcb板上预制有电极矩阵以及控制电极对通断电的输入接口;s2:制备柔性pcb板,对制备的柔性pcb板进行电学检查,确保在转移上石墨烯薄膜之前,电极矩阵中各个电极对之间互不导通;s3:制备石墨烯薄膜,将旋涂好牺牲层pmma的铜基石墨烯放入硫酸铜溶液中进行腐蚀,待铜基完全腐蚀以后留下了带有牺牲层pmma的石墨烯薄膜,将石墨烯薄膜转移到去离子水中静置;s4:将步骤s3中处理好的石墨烯薄膜转移到步骤s2中制备好的柔性pcb板上,待石墨烯薄膜自然干燥后进行下一步测试;s5:测试导通性和均一性,石墨烯薄膜转移到柔性pcb板上并干燥后,测试每对电极对之间的电阻,每对电极对之间的电阻应在1kω-1.5kω之间波动,否则视为不合格样品;s6:对样品进行光学表征,确认石墨烯薄膜完整后便可进行应用。
4、上述的基于cvd石墨烯的柔性红外显示面板,每对电极对中,正电极和负电极之间的间距为3mm,正电极和负电极为方形电极,边长均为3mm。
5、正负电极之间的距离包括但不限于3mm。电极之间的距离与电极的边长为正相关,本质上只要保证根据本发明电极大小和距离设置产生的电场与预设电场一致即可。该电场强度越大,则石墨烯薄膜红外辐射强度越强,该电场可控范围越大,则石墨烯薄膜红外辐射的可调节范围越大。针对本发明的柔性红外显示面板,电场的强度和范围由电极边长、电极距离和施加的电源电压共同决定。
6、本发明将石墨烯薄膜转移到柔性pcb板上制备柔性红外显示面板,面板可在0-150°范围内自由/反复弯曲且显示特性保持稳定,还可实现发光面积可控,并且该柔性红外显示面板具有优良的低能耗表现。此外,柔性红外显示面板具有良好的稳定性,在连续使用15个小时后仍能保持稳定的显示;将柔性红外显示面板在空气中储存200天后,其显示性能仍可保持稳定。
1.基于cvd石墨烯的柔性红外显示面板,其特征在于:包括柔性pcb板(1)和石墨烯薄膜(5),柔性pcb板(1)上预制有电极对,电极对按阵列排列形成电极矩阵(4),每对电极对都包括正电极(2)和负电极(3),石墨烯薄膜(5)覆盖于电极矩阵(4)上,柔性pcb板(1)上还预留有控制电极矩阵(4)中电极对通断电的输入接口,输入接口分为正极接口和负极接口。
2.根据权利要求1所述的基于cvd石墨烯的柔性红外显示面板,其特征在于:该柔性红外显示面板的制备过程如下:s1:设计柔性pcb板(1),柔性pcb板(1)上预制有电极矩阵(4)以及控制电极对通断电的输入接口;s2:制备柔性pcb板(1),对制备的柔性pcb板(1)进行电学检查,确保在转移到石墨烯薄膜(5)之前,电极矩阵(4)中各个电极对之间互不导通;s3:制备石墨烯薄膜(5),将旋涂好牺牲层pmma的铜基石墨烯放入硫酸铜溶液中进行腐蚀,待铜基完全腐蚀以后留下带有牺牲层pmma的石墨烯薄膜(5),将石墨烯薄膜(5)转移到去离子水中静置;s4:将步骤s3中处理好的石墨烯薄膜(5)转移到步骤s2中制备好的柔性pcb板(1)上,待石墨烯薄膜(5)自然干燥后进行下一步测试;s5:测试导通性和均一性,石墨烯薄膜(5)转移到柔性pcb板(1)上并干燥后,测试每对电极对之间的电阻,每对电极对之间的电阻应在1kω-1.5kω之间波动,否则视为不合格样品;s6:对样品进行光学表征,确认石墨烯薄膜(5)完整后便可进行应用。
3.根据权利要求1或2所述的基于cvd石墨烯的柔性红外显示面板,其特征在于:每对电极对中,正电极(2)和负电极(3)之间的间距为3mm,正电极(2)和负电极(3)为方形电极,边长均为3mm。