В области электронных устройств обработка рулона в рулон , также известная как обработка веб-страниц , [1] обработка рулона в рулон или R2R , [2] представляет собой процесс создания электронных устройств на рулоне гибкого пластика , металлической фольги или гибкого стекла. [3] В других областях, предшествующих этому использованию, это может относиться к любому процессу нанесения покрытия, печати или выполнения других процессов, начинающихся с рулона гибкого материала и перематываемых после процесса для создания выходного рулона. Эти процессы, а также другие, такие как листование, можно объединить под общим термином конвертирование . После того, как рулоны материала были покрыты, ламинированы или напечатаны, их можно впоследствии разрезать до конечного размера на бобинорезальном станке .
В электронных устройствах
Большие схемы, изготовленные с использованием тонкопленочных транзисторов и других устройств, могут быть нанесены на эти большие подложки, которые могут быть шириной до нескольких метров и длиной 50 км (31 миля). [ требуется ссылка ] Некоторые из устройств могут быть нанесены непосредственно, подобно тому, как струйный принтер наносит чернила. Однако для большинства полупроводников устройства должны быть нанесены с использованием методов фотолитографии .
Обработка рулонов электронных устройств большой площади снижает стоимость производства. [4] [2] Наиболее заметными были бы солнечные элементы , которые все еще непомерно дороги для большинства рынков из-за высокой стоимости единицы площади традиционного производства объемного ( моно- или поликристаллического ) кремния. Могут возникнуть другие приложения, которые используют преимущества гибкой природы подложек, такие как электроника, встроенная в одежду, гибкие дисплеи большой площади и сворачиваемые портативные дисплеи .
Светодиод (светоизлучающий диод)
Неорганический светодиод - Гибкий светодиод обычно изготавливается в виде полос длиной 25, 50, 100 м или даже длиннее с использованием процесса рулон-рулон. Длинная неоновая светодиодная трубка использует такую длинную гибкую полосу и инкапсулируется в ПВХ или силиконовую диффузионную инкапсуляцию.
Органические светодиоды (OLED) — OLED для экранов складных телефонов используют технологию рулонной обработки.
Тонкопленочные элементы
Важнейшим вопросом для рулонной системы производства тонкопленочных ячеек является скорость осаждения микрокристаллического слоя, и этот вопрос можно решить с помощью четырех подходов: [5]
химическое осаждение из паровой фазы с использованием сверхвысокочастотной плазмы ( VHF - PECVD )
микроволновая печь ( МВт )-ПекОВД
химическое осаждение из паровой фазы с использованием горячей проволоки (hot-wire CVD)
Обработка «из рулона в рулон» использовалась при производстве электрохимических устройств, таких как батареи, [6] суперконденсаторы, [7] топливные элементы, [8] [9] и электролизеры воды. [10] Здесь обработка «из рулона в рулон» используется для изготовления электродов и является ключом к снижению себестоимости производства [11] за счет стабильного производства электродов на различных пленочных подложках, таких как металлическая фольга, мембраны, диффузионные среды и сепараторы.
^ "Цифровая рулонная обработка рулонов производит революцию в производстве печатной электроники". Control Engineering . 12 марта 2013 г. Получено 1 февраля 2018 г.
^ ab Goswami, Debkalpa; Munera, Juan C.; Pal, Aniket; Sadri, Behnam; Scarpetti, Caio Lui PG; Martinez, Ramses V. (18.05.2018). «Рулонная наноформовка металлов с использованием лазерно-индуцированной сверхпластичности». Nano Letters . 18 (6): 3616–3622. Bibcode : 2018NanoL..18.3616G. doi : 10.1021/acs.nanolett.8b00714. ISSN 1530-6984. PMID 29775318.
^ Тамагаки, Хироси; Икари, Ёсимиту; Охба, Наоки (2014). «Напыление рулон-в-рулон на гибких стеклянных подложках». Технология поверхностей и покрытий . 241 : 138–141. doi :10.1016/j.surfcoat.2013.10.056 – через ResearchGate .
^ Вонг, Уильям С.; Саллео, Альберто, ред. (2009). «Изготовление на веб-сайте с помощью рулонной обработки». Гибкая электроника: материалы и приложения . Нью-Йорк, Нью-Йорк: Springer. стр. 19. ISBN978-0387743639.
^ "PV projects in FP6". Архивировано из оригинала 18 июня 2006 года . Получено 2008-11-25 .
^ US11446915B2, Бисвас, Каушик; III, Дэвид Ли Вуд и Грейди, Келси М. и др., «Метод нанесения покрытия с рулона на рулон с помощью щелевой головки для создания чередующихся многослойных пленок с покрытиями из химической суспензии», опубликовано 20 сентября 2022 г.
^ Yeo, Junyeob; Kim, Geonwoong; Hong, Sukjoon; Kim, Min Su; Kim, Daewon; Lee, Jinhwan; Lee, Ha Beom; Kwon, Jinhyeong; Suh, Young Duk; Kang, Hyun Wook; Sung, Hyung Jin; Choi, Jun-Ho; Hong, Won-Hwa; Ko, Jang Myoun; Lee, Seung-Hyun (2014-01-15). «Изготовление гибких суперконденсаторов с помощью быстрой лазерной обработки при комнатной температуре рулонных печатных металлических наночастиц чернил для носимой электроники». Journal of Power Sources . 246 : 562–568. Bibcode : 2014JPS...246..562Y. doi : 10.1016/j.jpowsour.2013.08.012. ISSN 0378-7753. S2CID 94203734.
^ Стинберг, Томас; Хьюлер, Ханс Оге; Теркельсен, Карина; Санчес, Мария ТР; Климанн, Ларс Н.; Кребс, Фредерик К. (01 марта 2012 г.). «Мембраны PBI с рулонным покрытием для высокотемпературных топливных элементов PEM». Энергетика и экология . 5 (3): 6076–6080. дои : 10.1039/C2EE02936G. ISSN 1754-5706. S2CID 95139481.
^ Mauger, Scott A.; Neyerlin, KC; Yang-Neyerlin, Ami C.; More, Karren L.; Ulsh, Michael (2018-09-11). «Нанесение гравировального покрытия для рулонного производства слоев катализаторов протонообменных мембран для топливных элементов». Журнал электрохимического общества . 165 (11): F1012. doi : 10.1149/2.0091813jes . ISSN 1945-7111. S2CID 105303844.
^ Park, Janghoon; Kang, Zhenye; Bender, Guido; Ulsh, Michael; Mauger, Scott A. (15.12.2020). «Производство рулонов с покрытием катализатором для низкотемпературных электролизеров». Journal of Power Sources . 479 : 228819. Bibcode : 2020JPS...47928819P. doi : 10.1016/j.jpowsour.2020.228819 . ISSN 0378-7753. S2CID 224915162.
^ Маулер, Лукас; Даффнер, Фабиан; Лекер, Йенс (15.03.2021). «Экономия за счет масштаба в производстве аккумуляторных элементов: влияние инноваций в материалах и процессах». Applied Energy . 286 : 116499. doi : 10.1016/j.apenergy.2021.116499 . ISSN 0306-2619. S2CID 233658321.