CN107301892A - 一种表面具有导电线路的石墨烯复合薄膜的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种具有导电线路的石墨烯复合薄膜的制备方法，包括以下步骤，首先在第一基板的表面形成导电线路，得到基板材料；然后将上述步骤得到基板材料的具有导电线路的表面上，复合一层或多层的石墨烯薄膜，再在石墨烯薄膜的表面结合第二基板，得到中间品；最后采用化学刻蚀法去除上述中间品的第一基板，得到具有导电线路的石墨烯复合薄膜。本发明能够在石墨烯薄膜表面形成高导电图形，而且所形成的高导电图形形状任意，特别是高导电线路与石墨烯薄膜之间结合力良好，且高导电图形自身可具有良好的柔性。同时，本发明提供的制备方法，不仅工艺过程简单易行，还能与石墨烯薄膜的工艺过程匹配，易于大规模产业化应用。

Description

一种表面具有导电线路的石墨烯复合薄膜的制备方法

技术领域

本发明属于石墨烯复合薄膜技术领域，涉及一种具有导电线路的石墨烯复合薄膜的制备方法，尤其涉及一种表面具有导电线路的石墨烯复合薄膜的制备方法。

背景技术

石墨烯(Graphene)是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料。它是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，只有一个碳原子厚度的二维材料。作为一种由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体，它是目前进入应用领域中最薄的材料和最强韧的材料，断裂强度比钢材还要高200倍，还有很好的弹性，拉伸幅度能达到自身尺寸的20％；同时石墨烯具有巨大的理论比表面积，物理化学性质稳定，可在高工作电压和大电流快速充放电下保持很好的结构稳定性，同时，石墨烯还具有优异的导电性，可以降低内阻，提高超级电容器的循环稳定性；而且石墨烯如果能够制造超微型晶体管，用来生产未来的超级计算机。用石墨烯取代硅，计算机处理器的运行速度将会快数百倍；另外，石墨烯几乎是完全透明的，只吸收2.3％的光。并且非常致密，即使是最小的气体原子(氦原子)也无法穿透。这些特征使得它非常适合作为透明电子产品的原料，如透明的触摸显示屏、发光板和太阳能电池板。正是由于石墨烯具有上述诸多的优异物理化学性质，其在储能材料，环境工程，灵敏传感方面被广泛应用，被称为“黑金”或是“新材料之王”，而且潜在的应用前景广大，目前已成为全世界的关注焦点与研究热点。

正是由于石墨烯具有优异的力、热、光和电性质，使其在电子器件、光电转换、显示等领域具有重大的应用潜力。现有的石墨烯应用于电子电气相关的应用时，一般需要在石墨烯表面制备电极。目前在石墨烯表面制备电极的方式往往采用铟、导电银浆等形成。如在申请号为201510203320.1的专利中，采用导电银浆在石墨烯表面通过丝网印刷形成电极。但是这种方式有以下不足：1，工艺步骤多，在印刷导电银浆的过程中，很可能造成石墨烯薄膜的破损。2，导电银浆印刷后形成的电极一般需要通过烘干固化。3，石墨烯表面化学活性较低，导电银浆和石墨烯薄膜的结合力弱，容易脱落。4，导电银浆固化后形成的电极不具备柔性，弯曲后易开裂破损，不适于柔性电子电气领域的应用。

因此，如何得到一种更合适的石墨烯表面制备电极的方式，能够克服上述缺陷，同时技术方案简单易于实现，已成为领域内诸多一线研发人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种具有导电线路的石墨烯复合薄膜的制备方法，特别是一种表面具有导电线路的石墨烯复合薄膜的制备方法，本发明制备的表面具有导电线路的石墨烯复合薄膜，具备柔性，能够形成与石墨烯薄膜之间结合力良好的高导电图形，而且技术方案简单易于实现。

本发明提供了一种具有导电线路的石墨烯复合薄膜的制备方法，包括以下步骤：

1)在第一基板的表面形成导电线路，得到基板材料；

2)将上述步骤得到基板材料的具有导电线路的表面上，复合一层或多层的石墨烯薄膜，再在石墨烯薄膜的表面结合第二基板，得到中间品；

3)采用化学刻蚀法去除上述中间品的第一基板，得到具有导电线路的石墨烯复合薄膜。

优选的，所述第一基板的材质包括铜、铁和钴中的一种或多种构成的合金；

所述导电线路的材质包括镍、铂、金、钛和钌中的一种或多种构成的合金。

优选的，所述形成的方式包括电镀、化学镀、磁控溅射、热蒸镀和离子注入中的一种或多种。

优选的，所述复合的方式包括化学气相沉积、偏析法和外延生长法中的一种或多种。

优选的，所述第一基板的厚度为5～200μm；

所述第二基板的厚度为5～200μm；

所述石墨烯薄膜的厚度为0.34～10nm；

所述多层石墨烯薄膜的层数包括2～10层。

优选的，所述结合第二基板中的结合方式包括粘合、静电力吸附、物理吸附和机械压合中的一种或多种。

优选的，所述结合第二基板中的结合方式包括粘合、静电力吸附、物理吸附和机械压合中的一种或多种。

优选的，所述化学刻蚀法用刻蚀试剂包括氯化铁、硝酸铁、硫酸铁、硝酸铜、硫酸铜、过硫酸铵、硫酸、盐酸、硝酸和磷酸中的一种或多种。

优选的，所述第二基板的材质包括石英、玻璃和塑料中的一种或多种；

所述第二基板包括透明基板。

优选的，所述塑料包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯硫醚、聚偏二氟乙烯、醋酸纤维素、溴化苯氧基、芳族聚酰胺、聚酰亚胺、聚苯乙烯、聚芳脂、聚砜和聚烯烃中的一种或多种。

本发明提供了一种具有导电线路的石墨烯复合薄膜的制备方法，包括以下步骤，首先在第一基板的表面形成导电线路，得到基板材料；然后将上述步骤得到基板材料的具有导电线路的表面上，复合一层或多层的石墨烯薄膜，再在石墨烯薄膜的表面结合第二基板，得到中间品；最后采用化学刻蚀法去除上述中间品的第一基板，得到具有导电线路的石墨烯复合薄膜。与现有技术相比，本发明针对现有的丝网印刷形成电极的方式工艺步骤多、导电银浆和石墨烯薄膜的结合力弱，容易脱落以及不具备柔性，不适于柔性电子电气领域的应用等缺陷。本发明采用直接或间接的转移方式，能够在石墨烯薄膜表面形成高导电图形，而且所形成的高导电图形形状任意，特别是高导电线路与石墨烯薄膜之间结合力良好，且高导电图形自身可具有良好的柔性，有效的解决了传统的丝网印刷方法的弊端。同时，本发明提供的制备方法，不仅工艺过程简单易行，还能与石墨烯薄膜的工艺过程匹配，易于大规模产业化应用。

实验结果表明，本发明制备的具有导电线路的石墨烯复合薄膜，电阻远低于导电银浆印刷形成的同样尺寸电极的电阻，为导电银浆电阻的1/5至1/20，同样尺寸为200mm长、宽度为5mm、厚度为0.01mm的电极，本方法形成电极的电阻为0.2～1Ω，而通过导电银浆印刷形成相同形状的电极，电阻为3～20Ω。

附图说明

图1为本发明实施例1步骤a形成的产品的俯视结构示意图；

图2为本发明实施例1步骤b形成的产品的层结构示意图；

图3为本发明实施例1步骤c形成的产品的层结构示意图；

图4为本发明实施例1制备的具有导电线路的石墨烯复合薄膜的层结构示意图。

具体实施方式

为了进一步了解本发明，下面结合实施例对本发明的优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点而不是对本发明专利要求的限制。

本发明所有原料，对其来源没有特别限制，在市场上购买的或按照本领域技术人员熟知的常规方法制备的即可。

本发明所有原料，对其纯度没有特别限制，本发明优选采用分析纯、导电设备或石墨烯制备领域常规的纯度要求。

本发明所有原料，其牌号和简称均属于本领域常规牌号和简称，每个牌号和简称在其相关用途的领域内均是清楚明确的，本领域技术人员根据牌号、简称以及相应的用途，能够从市售中购买得到或常规方法制备得到。

本发明提供了一种具有导电线路的石墨烯复合薄膜的制备方法，包括以下步骤：

1)在第一基板的表面形成导电线路，得到基板材料；

2)将上述步骤得到基板材料的具有导电线路的表面上，复合一层或多层的石墨烯薄膜，再在石墨烯薄膜的表面结合第二基板，得到中间品；

3)采用化学刻蚀法去除上述中间品的第一基板，得到具有导电线路的石墨烯复合薄膜。

本发明首先在第一基板的表面形成导电线路，得到基板材料。

本发明对所述第一基板的材质没有特别限制，以本领域技术人员熟知的基板材质即可，本领域技术人员可以根据实际应用情况、原料情况以及产品要求进行选择和调整，本发明所述第一基板的材质优选为易腐蚀材质基板，具体优选包括铜、铁和钴中的一种或多种构成的合金，更优选为铜、铁、钴或上述材质的合金。

本发明对所述第一基板的具体参数没有特别限制，以本领域技术人员熟知的制备石墨烯复合薄膜常规基板的参数即可，本领域技术人员可以根据实际应用情况、原料情况以及产品要求进行选择和调整，本发明所述第一基板的厚度优选为5～200μm，更优选为10～150μm，最优选为50～100μm。

本发明对所述第一基板的表面的定义没有特别限制，以本领域技术人员熟知得常规基板的外表面即可，本领域技术人员可以根据实际应用情况、原料情况以及产品要求进行选择和调整，本发明所述第一基板的表面可以为第一基板的任意一侧的表面，也可以为第一基板的两侧的表面。

本发明对所述导电线路的材质没有特别限制，以本领域技术人员熟知的用于形成导电图形的材质即可，本领域技术人员可以根据实际应用情况、原料情况以及产品要求进行选择和调整，本发明所述导电线路的材质优选为难腐蚀材质导电线路，更优选为难腐蚀高导电材质线路，具体优选包括镍、铂、金、钛和钌中的一种或多种构成的合金，更优选为镍、铂、金、钛、钌或上述材质构成的合金。

本发明对所述形成的方式没有特别限制，以本领域技术人员熟知的得到导电图形方式即可，本领域技术人员可以根据实际生产情况、原料情况以及产品要求进行选择和调整，本发明所述形成的方式优选包括电镀、化学镀、磁控溅射、热蒸镀和离子注入中的一种或多种，更优选为电镀、化学镀、磁控溅射、热蒸镀或离子注入，最优选为电镀。本发明对所述形成的具体步骤和条件没有特别限制，以本领域技术人员熟知的得到导电图形的具体步骤和条件即可，本领域技术人员可以根据实际生产情况、原料情况以及产品要求进行选择和调整。

本发明为进一步提高产品的性能，优化和完整工艺路线，所述形成的方法可以为电镀法，具体步骤优选为：

把第一基板的表面和掩膜相结合，所需的电路形状在掩膜上为镂空的部分，把第一基板/掩膜放入电镀液中，通入电流，在第一基板上形成所需形状的电路。

本发明对所述掩膜的材质没有特别限制，以本领域技术人员熟知的得到用于电镀导电图形的掩膜即可，本领域技术人员可以根据实际生产情况、原料情况以及产品要求进行选择和调整，本发明所述掩膜的材质优选包括塑料、玻璃和金属中一种或者多种，更优选为塑料、玻璃或金属。

本发明对所述电流的参数没有特别限制，以本领域技术人员熟知的得到用于电镀导电图形的电流参数即可，本领域技术人员可以根据实际生产情况、原料情况以及产品要求进行选择和调整，本发明所述电流的数值优选为0.01～100A，更优选为0.05～50A，具体可以为0.1～10A。

本发明随后将上述步骤得到基板材料的具有导电线路的表面上，复合一层或多层的石墨烯薄膜，再在石墨烯薄膜的表面结合第二基板，得到中间品。

本发明对所述基板材料的具有导电线路的表面的定义没有特别限制，以本领域技术人员熟知得常规基板形成导电线路后的表面即可，本领域技术人员可以根据实际应用情况、原料情况以及产品要求进行选择和调整，本发明所述基板材料的具有导电线路的表面可以为基板材料具有导电线路的一侧，也可以为基板材料的具有导电线路的两侧，以前述第一基板是一侧形成导电线路，还是两侧形成导电线路为基准即可。

本发明对所述石墨烯薄膜没有特别限制，以本领域技术人员熟知的石墨烯薄膜即可，本领域技术人员可以根据实际应用情况、原料情况以及产品要求进行选择和调整，本发明所述石墨烯薄膜优选包括单层石墨烯薄膜或多层的石墨烯薄膜，更优选为单层石墨烯薄膜、双层石墨烯薄膜或多层石墨烯薄膜。

本发明对所述多层石墨烯薄膜的层数没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际应用情况、原料情况以及产品要求进行选择和调整，本发明所述多层石墨烯薄膜的层数优选包括2～10层，更优选为3～9层，更优选为4～8层，最优选为5～7层。

本发明对所述石墨烯薄膜的状态没有特别限制，以本领域技术人员熟知的石墨烯薄膜状态即可，本领域技术人员可以根据实际应用情况、原料情况以及产品要求进行选择和调整，本发明所述石墨烯薄膜优选包括完整的石墨烯薄膜或不完整的石墨烯薄膜，更优选为完整的石墨烯薄膜。

本发明对所述石墨烯薄膜的具体参数没有特别限制，以本领域技术人员熟知的石墨烯薄膜常规参数即可，本领域技术人员可以根据实际应用情况、原料情况以及产品要求进行选择和调整，本发明所述石墨烯薄膜的厚度优选为0.34～10nm，更优选为0.35～9nm，更优选为0.36～7nm，更优选为0.37～6nm，具体可以为0.34～5nm。

本发明对所述复合的方式没有特别限制，以本领域技术人员熟知的复合方式即可，本领域技术人员可以根据实际生产情况、原料情况以及产品要求进行选择和调整，本发明所述复合的方式优选包括化学气相沉积、偏析法和外延生长法中的一种或多种，更优选为化学气相沉积、偏析法或外延生长法，最优选为化学气相沉积。本发明对所述复合的具体步骤和条件没有特别限制，以本领域技术人员熟知的得到复合的具体步骤和条件即可，本领域技术人员可以根据实际生产情况、原料情况以及产品要求进行选择和调整。

本发明为进一步提高产品的性能，优化和完整工艺路线，所述复合的具体步骤可以为：

将铜箔放入化学气相沉积设备中，抽真空并升温至生长温度，通入碳源，得到石墨烯薄膜。在通入碳源的过程中优选通入氢气。

本发明对所述碳源没有特别限制，以本领域技术人员熟知的气相沉积石墨烯薄膜的常规碳源即可，本领域技术人员可以根据实际生产情况、原料情况以及产品要求进行选择和调整，本发明所述碳源优选包括含碳的有机物，更优选包括甲烷、乙烯、乙炔和酒精的一种或多种，更优选为甲烷、乙烯、乙炔和酒精中的一种或两种。

本发明对所述生长温度没有特别限制，以本领域技术人员熟知的气相沉积石墨烯薄膜的生长温度即可，本领域技术人员可以根据实际生产情况、原料情况以及产品要求进行选择和调整，本发明所述生长温度优选为300～1080℃，更优选为400～980℃，更优选为500～880℃，更优选为600～780℃，具体可以为900～1060℃。

本发明对所述石墨烯薄膜的表面的定义没有特别限制，以本领域技术人员熟知得常规复合材料层状材料表面的定义即可，本领域技术人员可以根据实际应用情况、原料情况以及产品要求进行选择和调整，本发明所述石墨烯薄膜的表面，即上述整体层状材料依次为第一基板层、导电线路层和石墨烯薄膜层，而所述石墨烯薄膜的表面即上述整体层状材料的外表面，如果上述第一基板为双面形成导电线路，所述石墨烯薄膜的表面也是上述整体层状材料的两个外表面。

本发明对所述第二基板没有特别限制，以本领域技术人员熟知的石墨烯复合薄膜应用是的基板即可，本领域技术人员可以根据实际应用情况、原料情况以及产品要求进行选择和调整，本发明所述第二基板优选包括透明基板，更具体优选为石英透明基板、玻璃透明基板和塑料透明基板中的一种或多种。

本发明对所述塑料透明基板的具体材质没有特别限制，以本领域技术人员熟知的塑料透明基板即可，本领域技术人员可以根据实际应用情况、原料情况以及产品要求进行选择和调整，本发明所述塑料透明基板的塑料优选包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯(PP)、聚苯硫醚、聚偏二氟乙烯、醋酸纤维素、溴化苯氧基、芳族聚酰胺、聚酰亚胺(PI)、聚苯乙烯、聚芳脂、聚砜和聚烯烃中的一种或多种，更优选为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯硫醚、聚偏二氟乙烯、醋酸纤维素、溴化苯氧基、芳族聚酰胺、聚酰亚胺、聚苯乙烯、聚芳脂、聚砜或聚烯烃，更优选为PET、PEN、PI、PP或其复合材料。

本发明对所述透明基板的具体参数没有特别限制，以本领域技术人员熟知的石墨烯复合导电薄膜使用时的透明基板的参数即可，本领域技术人员可以根据实际应用情况、原料情况以及产品要求进行选择和调整，本发明所述透明基板的具体参数优选依据具有导电线路的石墨烯复合薄膜，即透明导电薄膜的预期用途等进行适当选择。本发明所述透明基板的厚度优选为0.001～10mm，更优选为0.01～1mm，更优选为0.02～0.2mm，更优选0.05～0.1mm。

本发明对所述结合的方式没有特别限制，以本领域技术人员熟知的结合方式即可，本领域技术人员可以根据实际生产情况、原料情况以及产品要求进行选择和调整，本发明所述结合的方式优选包括粘合、静电力吸附、物理吸附和机械压合中的一种或多种，更优选为粘合、静电力吸附、物理吸附或机械压合，最优选为粘合。

本发明对所述粘合用的粘合剂没有特别限制，以本领域技术人员熟知的得到粘合剂即可，本领域技术人员可以根据实际生产情况、原料情况以及产品要求进行选择和调整。本发明所述粘合用粘结剂包括热熔胶、热固化胶、光固化胶、压敏胶和瞬干胶中的一种或多种，更优选为热熔胶、热固化胶、光固化胶、压敏胶或瞬干胶。

本发明对所述结合的具体步骤和条件没有特别限制，以本领域技术人员熟知的得到结合的具体步骤和条件即可，本领域技术人员可以根据实际生产情况、原料情况以及产品要求进行选择和调整。

本发明最后采用化学刻蚀法去除上述中间品的第一基板，得到具有导电线路的石墨烯复合薄膜。

本发明采用化学刻蚀法，由于导电线路的材料和所用化学刻蚀剂不反应，或者反应速率远小于第一基板和所用化学刻蚀剂的反应速率，使得导电线路得到保存。

本发明对所述化学刻蚀用试剂没有特别限制，以本领域技术人员熟知的得到化学刻蚀试剂即可，本领域技术人员可以根据实际生产情况、原料情况以及产品要求进行选择和调整。本发明所述化学刻蚀用试剂，即刻蚀液优选包括能够与第一基板反应且不能与导电线路反应的刻蚀液，具体优选包括氯化铁、硝酸铁、硫酸铁、硝酸铜、硫酸铜、过硫酸铵、硫酸、盐酸、硝酸和磷酸中的一种或多种，更优选为氯化铁、硝酸铁、硫酸铁、硝酸铜、硫酸铜、过硫酸铵、硫酸、盐酸、硝酸或磷酸。

本发明对所述化学刻蚀用试剂的其他参数没有特别限制，以本领域技术人员熟知的得到化学刻蚀试剂的参数即可，本领域技术人员可以根据实际生产情况、原料情况以及产品要求进行选择和调整。本发明所述化学刻蚀用试剂为盐溶液时，浓度优选为0.1mol/L～3mol/L，更优选为0.5mol/L～2.5mol/L，更优选为1.0mol/L～2.0mol/L；本发明所述化学刻蚀用试剂为酸时，浓度优选为1mol/L～8mol/L，更优选为2mol/L～7mol/L，更优选为3mol/L～6mol/L，更优选为4mol/L～5mol/L。

本发明对所述去除的具体步骤和条件没有特别限制，以本领域技术人员熟知的得到去除的具体步骤和条件即可，本领域技术人员可以根据实际生产情况、原料情况以及产品要求进行选择和调整。

本发明上述步骤提供了一种具有导电线路的石墨烯复合薄膜的制备方法。本发明采用直接或间接的转移方式，并进一步通过对转移顺序和方式的优化，从而能够在石墨烯薄膜表面形成高导电图形，尤其优选利用导电线路所用的材料和化学刻蚀剂不反应，或者反应速率远慢于第一基板和化学刻蚀剂的反应速率，使得第一基板被化学试剂去除后，导电线路得以保存，而且所形成的高导电图形形状任意，特别是高导电线路与石墨烯薄膜之间结合力良好，且高导电图形自身可具有良好的柔性，有效的解决了传统的丝网印刷方法的弊端。同时，本发明提供的制备方法，不仅工艺过程简单易行，还能与石墨烯薄膜的工艺过程匹配，易于大规模产业化应用。

实验结果表明，本发明制备的具有导电线路的石墨烯复合薄膜，电阻远低于导电银浆印刷形成的同样尺寸电极的电阻，为导电银浆电阻的1/5至1/20，同样尺寸为200mm长、宽度为5mm、厚度为0.01mm的电极，本方法形成电极的电阻为0.2～1Ω，而通过导电银浆印刷形成相同形状的电极，电阻为3～20Ω。

为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的一种具有导电线路的石墨烯复合薄膜的制备方法进行详细描述，但是应当理解，这些实施例是在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制，本发明的保护范围也不限于下述的实施例。

实施例1

a、在铜箔上采用镍电镀形成电路形状。

把铜箔和塑料掩膜相结合。所需的电路形状在塑料掩膜上镂空的部分。把铜箔/塑料掩膜放入电镀液中，通入电流，在铜箔上形成所需形状的镍电路。通入电流的数值为0.1～10A。

参见图1，图1为本发明实施例1步骤a形成的产品的俯视结构示意图。其中，1为第一基板，2为高导电图形(导电线路)。

b、通过化学气相沉积方法在铜箔表面生长一层石墨烯薄膜。

将铜箔放入化学气相沉积设备中，抽真空并升温至生长温度1000±50℃，通入甲烷，得到石墨烯薄膜。

参见图2，图2为本发明实施例1步骤b形成的产品的层结构示意图。其中，1为第一基板，2为高导电图形(导电线路)，3为石墨烯薄膜。

c、然后将铜箔生长石墨烯薄膜面与PET透明基板，用热熔胶相粘合。

参见图3，图3为本发明实施例1步骤c形成的产品的层结构示意图。其中，1为第一基板，2为高导电图形(导电线路)，3为石墨烯薄膜，4为透明基板。

d、然后把粘合后的透明基板、石墨烯及铜箔放入硝酸铁溶液中，硝酸铁溶液的浓度为0.1mol/L～2mol/L，刻掉铜箔，剩余PET、石墨烯薄膜及镍电极。

参见图4，图4为本发明实施例1制备的具有导电线路的石墨烯复合薄膜的层结构示意图。其中，2为高导电图形(导电线路)，3为石墨烯薄膜，4为透明基板。

本实施例形成长条形电极，长度为200mm，宽度为5mm，厚度为0.01mm。

对实施例1制备的具有导电线路的石墨烯复合薄膜进行电学性能检测，形成的电极的电阻为0.5Ω。

而采用导电银浆印刷形成同样形状的电极，其电阻值因导电银浆的型号有不同，一般为3～10Ω。

实施例2

a、在铜箔上采用镍电镀形成电路形状。

把铜箔和玻璃掩膜相结合。所需的电路形状在玻璃掩膜上镂空的部分。把铜箔/玻璃掩膜放入电镀液中，通入电流，在铜箔上形成所需形状的镍电路。通入电流的数值为5A。

b、通过化学气相沉积方法在铜箔表面生长一层石墨烯薄膜。

将铜箔放入化学气相沉积设备中，抽真空并升温至生长温度1000±50℃，通入乙烯，得到石墨烯薄膜。

c、然后将铜箔生长石墨烯薄膜面与PEN透明基板，用热熔胶相粘合。

d、然后把粘合后的透明基板、石墨烯及铜箔放入刻蚀液中，刻蚀液由硫酸铜和盐酸的混合溶液组成，其中硫酸铜的浓度为0.5～3mol/L，盐酸的浓度为1～8mol/L，刻掉铜箔，剩余PEN、石墨烯薄膜及镍电极。

本实施例形成长条形电极，长度为100mm，宽度为2mm，厚度为0.02mm。

对实施例1制备的具有导电线路的石墨烯复合薄膜进行电学性能检测，形成的电极的电阻为0.3Ω。

而采用导电银浆印刷形成同样形状的电极，其电阻值因导电银浆的型号有不同，一般为3～15Ω。

实施例3

a、在铜箔上采用热蒸镀形成电路形状。

把铜箔和塑料掩膜相结合。所需的电路形状在玻璃掩膜上镂空的部分。把铜箔/塑料掩膜放入物理气相沉积设备中，利用热蒸镀铂在铜箔上形成所需形状的电路。

b、通过化学气相沉积方法在铜箔表面生长一层石墨烯薄膜。

将铜箔放入化学气相沉积设备中，抽真空并升温至生长温度1000±50℃，通入乙烯，得到石墨烯薄膜。

c、然后将铜箔生长石墨烯薄膜面与PEN透明基板，用热熔胶相粘合。

d、然后把粘合后的透明基板、石墨烯及铜箔放入过硫酸铵溶液中，浓度为0.1mol/L～3mol/L，刻掉铜箔，剩余PEN、石墨烯薄膜及铂电极。

本实施例形成长条形电极，长度为50mm，宽度为1mm，厚度为0.005mm。

对实施例1制备的具有导电线路的石墨烯复合薄膜进行电学性能检测，形成的电极的电阻为0.2～0.4Ω。

而采用导电银浆印刷形成同样形状的电极，其电阻值因导电银浆的型号有不同，一般为10～70Ω。

以上对本发明提供的一种表面具有导电线路的石墨烯复合薄膜的制备方法进行了详细的介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，包括最佳方式，并且也使得本领域的任何技术人员都能够实践本发明，包括制造和使用任何装置或系统，和实施任何结合的方法。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。本发明专利保护的范围通过权利要求来限定，并可包括本领域技术人员能够想到的其他实施例。如果这些其他实施例具有不是不同于权利要求文字表述的结构要素，或者如果它们包括与权利要求的文字表述无实质差异的等同结构要素，那么这些其他实施例也应包含在权利要求的范围内。

Claims (10)

1.一种具有导电线路的石墨烯复合薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)在第一基板的表面形成导电线路，得到基板材料；

2)将上述步骤得到基板材料的具有导电线路的表面上，复合一层或多层的石墨烯薄膜，再在石墨烯薄膜的表面结合第二基板，得到中间品；

3)采用化学刻蚀法去除上述中间品的第一基板，得到具有导电线路的石墨烯复合薄膜。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一基板的材质包括铜、铁和钴中的一种或多种构成的合金；

所述导电线路的材质包括镍、铂、金、钛和钌中的一种或多种构成的合金。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述形成的方式包括电镀、化学镀、磁控溅射、热蒸镀和离子注入中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述复合的方式包括化学气相沉积、偏析法和外延生长法中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一基板的厚度为5～200μm；

所述第二基板的厚度为5～200μm；

所述石墨烯薄膜的厚度为0.34～10nm；

所述多层石墨烯薄膜的层数包括2～10层。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述结合第二基板中的结合方式包括粘合、静电力吸附、物理吸附和机械压合中的一种或多种。

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述粘合用粘结剂包括热熔胶、热固化胶、光固化胶、压敏胶和瞬干胶中的一种或多种。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述化学刻蚀法用刻蚀试剂包括氯化铁、硝酸铁、硫酸铁、硝酸铜、硫酸铜、过硫酸铵、硫酸、盐酸、硝酸和磷酸中的一种或多种。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第二基板的材质包括石英、玻璃和塑料中的一种或多种；

所述第二基板包括透明基板。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述塑料包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯硫醚、聚偏二氟乙烯、醋酸纤维素、溴化苯氧基、芳族聚酰胺、聚酰亚胺、聚苯乙烯、聚芳脂、聚砜和聚烯烃中的一种或多种。