CN104386674B - 一种半干膜转移石墨烯的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种半干膜转移石墨烯的方法，包括如下步骤：（1）将第一基底上的石墨烯与半干膜贴合在一起；（2）再将半干膜贴合到第二基底上，固化；（3）除去第一基底，得到转移至第二基底上的石墨烯。采用本发明方法可以获得较大面积的，与现有转移方法相比，本发明方法在不影响透光率的情况下，更有利降低方阻，且操作更简单。
Description
技术领域
本发明属于透明导电薄膜材料领域，具体涉及一种半干膜转移石墨烯的方法。
背景技术
石墨烯是碳原子按六角结构紧密堆积成的单原子层二维晶体，除了具有优异的光学、热学、力学等特性，石墨烯还具有优越的电性能，在高频电子器件中有着巨大的应用价值。由于石墨烯是二维的原子晶体薄膜，要使石墨烯能够真正的使用必须将石墨烯转移至三维的目标衬底上，因此石墨烯的转移技术是不可或缺的工艺手段。目前转移石墨烯常见的方法有：一是把生长有石墨烯薄膜的金属衬底直接与目标基材贴附在一起，然后采用化学蚀刻或其他蚀刻方式将金属衬底蚀刻掉；第二种方法为把生长有石墨烯的金属衬底贴附在过程转移基材上，将金属衬底蚀刻后再把石墨烯薄膜留在过程转移基材上，然后通过一定工艺技术将过程转移基材上的石墨烯薄膜转移至目标基材上；另外目前有一种新的方法是在生长有石墨烯的金属衬底上涂布一层树脂，再将涂布有树脂的金属衬底与目标基材贴合在一起使用某种方法使树脂固化，将金属衬底蚀刻后使石墨烯留在树脂上，形成石墨烯/树脂/目标基底的结构。其中第一种方法由于金属衬底无法很好的与目标基底贴合在一起，导致成品膜出现皱褶、不平整、破损等问题；第二种方法转移单层石墨烯电阻较高，转移多层石墨烯，透光率下降，严重影响石墨烯的应用效果；第三种方法能够大幅度的降低电阻，但操作比较麻烦，对树脂的涂布技术要求较高。
发明内容
本发明的目的是克服现有石墨烯转移存在的上述问题，提供一种半干膜转移石墨烯的方法。
一种半干膜转移石墨烯的方法，包括如下步骤：
（1）将第一基底上的石墨烯与半干膜贴合在一起；
（2）再将半干膜贴合到第二基底上，固化；
（3）除去第一基底，得到转移至第二基底上的石墨烯。
进一步，所述半干膜为热固性或UV固化型的聚酯膜、聚氨酯膜或环氧树脂膜。
进一步，所述半干膜的厚度为1-30微米。
进一步，所述第二基底为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯、聚丙烯、玻璃或硅片。
进一步，采用化学腐蚀法、机械剥离法或鼓泡法除去第一基底。
采用本发明方法可以获得较大面积的，与现有转移方法相比，本发明方法在不影响透光率的情况下，更有利降低方阻，且操作更简单。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明做地进一步详细说明。
本发明所述半干膜是指在常温具有一定的粘性，可以正常收卷，但经过加热或者UV处理后能够完全固化失去粘性的膜。
实施例1
采用常规气相沉积法在铜箔上生长石墨烯后，再将生长有石墨烯的铜箔展形，得到铜箔/石墨烯；
用压辊贴合的方法将半干膜（热固性聚酯膜，型号：P12.5-250/500A/(A)，中山市东溢新材料有限公司，厚度12.5μm）贴合到石墨烯上，得到半干膜/石墨烯/铜箔；
用压辊贴合的方法再将半干膜的另外一面和PET贴合在一起，形成PET/半干膜/石墨烯/铜箔的结构；
加热，使半干膜固化：120℃，30min，得到PET/全干膜/石墨烯/铜箔；
将PET/全干膜/石墨烯/铜箔置于盐酸和双氧水的混合溶液中刻蚀，每隔3min取出用去离子水和乙醇清洗铜箔的表面，直至铜箔完全去除，最后用去离子水清洗，热风吹干，得到PET/全干膜/石墨烯，方阻140Ω/□，透过率90.6%。采用传统树脂涂布法，涂布相同厚度的热固性聚酯，得到的PET/树脂/石墨烯的方阻为200Ω/□，透过率88.9%。所以采用半干膜转移获得的PET/全干膜/石墨烯电阻较低，透光率较高，操作简单。
实施例2
（1）采用常规气相沉积法在铜箔上生长石墨烯后，再将生长有石墨烯的铜箔展形，得到铜箔/石墨烯；
（2）用压辊贴合的方法将半干膜（UV固化型聚酯树脂膜，型号：UV-001，索尼化学，厚度3.5μm）贴合到石墨烯上，得到PET/半干膜/石墨烯/铜箔；
（3）UV固化：500mj/cm2，使半干膜固化，得到PET/全干膜/石墨烯/铜箔；
（4）采用鼓泡法（鼓泡法为现有技术在此不多介绍，如“化学气相沉积法合成石墨烯的转移技术研究进展”黄曼等，化学通报，2012年第11期）除去PET/全干膜/石墨烯/铜箔上的衬底铜箔，得到PET/全干膜/石墨烯，方阻150Ω/□，透光率90.1%。而采用目前常用的第一种转移方法，获得的电阻500Ω/□，透光率89.2%；第二种方法获得的电阻250Ω/□，透光率90.2%；第三种树脂涂布转移法获得的电阻250Ω/□，透光率90.2%。
Claims (5)
1.一种半干膜转移石墨烯的方法，包括如下步骤：
（1）将第一基底上的石墨烯与半干膜贴合在一起；
（2）再将半干膜贴合到第二基底上，固化；
（3）除去第一基底，得到转移至第二基底上的石墨烯。
2.根据权利要求1所述半干膜转移石墨烯的方法，其特征在于，所述半干膜为热固性或UV固化型的聚酯膜、聚氨酯膜或环氧树脂膜。
3.根据权利要求1或2所述半干膜转移石墨烯的方法，其特征在于，所述半干膜的厚度为1-30微米。
4.根据权利要求1所述半干膜转移石墨烯的方法，其特征在于，所述第二基底为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯、聚丙烯、玻璃或硅片。
5.根据权利要求1所述半干膜转移石墨烯的方法，其特征在于，采用化学腐蚀法、机械剥离法或鼓泡法除去第一基底。
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