一种非平面异形结构石墨烯薄膜的转移方法技术

本发明专利技术涉及石墨烯透明导电薄膜技术领域，提供一种非平面异形结构石墨烯薄膜的转移方法，通过复制与待转移石墨烯薄膜的异形结构件A形状相同的金属基体C；并在金属基体C上生长石墨烯薄膜，同时，在该石墨烯薄膜层的表面涂覆剥离胶，干燥固化后在该剥离胶的表面沉积一层硅胶层；当金属基体C完全蚀刻后，形成异形结构件B，该异形结构件B具有与异性结构件A相对应的贴合形状；将异形结构件B具有石墨烯薄膜的一侧贴附于异形结构件A相对应的表面上，并将异形结构件B中的剥离胶和硅胶层与石墨烯薄膜分离，石墨烯薄膜则贴附于异形结构件A上，以上克服了现有技术只能将石墨烯薄膜转移到二维平面结构的缺点，扩大了石墨烯薄膜的应用范围。

Transfer method of non planar special-shaped structure graphene film

The present invention relates to the technical field of graphene transparent conductive film, to provide a method for transferring a non planar shaped structure of graphene film, metal substrate C by copying and special-shaped structure transfer of graphene films A the same shape; and the growth of graphene films on metal substrate C and photoresist coating on the surface of the graphene film, drying and curing after deposition on the surface of the photoresist layer of a silicon layer; when the metal matrix C after etching, the formation of special-shaped structure B, the special-shaped structure B has a corresponding shape fit specific structure of A; the special-shaped structure surface side B with graphene films attached to the special-shaped structure corresponding to A, and B in the photoresist layer and the silicon and graphene film separation special-shaped structure, graphene film is attached to the special-shaped structure A, overcomes the above The existing technique can only transfer graphene films to two-dimensional structures, and enlarges the application range of graphene films.

【技术实现步骤摘要】
一种非平面异形结构石墨烯薄膜的转移方法
本专利技术涉及石墨烯透明导电薄膜
，尤其涉及一种非平面异形结构石墨烯薄膜的转移方法。
技术介绍
石墨烯薄膜具有优异的导电性能和超高的透光性，又因其超薄及柔性可挠等特性能，使其可以制备成透明导电薄膜，有望成为目前普遍使用的氧化铟锡的替代材料，应用于触摸屏、液晶显示、透明电极、太阳能电池电极以及电磁屏蔽等领域。通常，采用化学沉积法可制备出连续、透明、电导率高以及面积大的石墨烯薄膜，该方法所制备出的石墨烯附着在金属箔片表面，因此，如何将其无损、高效、简便地转移至目标载体上，成为能否实现石墨烯薄膜产业化的关键。目前，石墨烯薄膜的转移技术一般只能在二维平面结构进行转移，从而限制石墨烯薄膜产业的发展及应用范围。
技术实现思路
综上所述，本专利技术的目的在于提供一种非平面异形结构石墨烯薄膜的转移方法，旨在解决现有技术中石墨烯薄膜无法在非平面异形结构上转移的问题。本专利技术是这样实现的，非平面异形结构石墨烯薄膜的转移方法，其包括如下步骤：步骤一，制备与待转移石墨烯薄膜的异性结构件A形状相同的金属基体C；步骤二，通过化学气相沉积法在所述金属基体C的表面沉积石墨烯薄膜；步骤三，在所述金属基体C具有石墨烯薄膜的一侧涂覆一层剥离胶，并干燥固化；步骤四，在所述金属基体C具有所述剥离胶的一侧沉积由硅胶前驱体经干燥固化处理后形成的硅胶层；步骤五，将步骤四中的所述金属基体C置于刻蚀液中，除去所述金属基体C后得到异形结构件B；步骤六，在真空负压环境下，按照齿合形状将所述异形结构件B具有石墨烯薄膜的一侧贴合于所述异形结构件A上，在分离条件下，石墨烯薄膜与所述剥离胶分离，并移除所述剥离胶和所述硅胶层，使得异形结构件A上贴覆有石墨烯薄膜。与现有技术相比，本专利技术提供的非平面异形结构石墨烯薄膜的转移方法，通过复制与待转移石墨烯薄膜的异形结构件A形状相同的金属基体C；并在金属基体C上生长石墨烯薄膜，同时，在该石墨烯薄膜层的表面涂覆剥离胶，干燥固化后在该剥离胶的表面沉积一层硅胶层，该硅胶层是由硅胶前驱体经干燥固化形成，硅胶层作为剥离胶的支撑层；当金属基体C完全蚀刻后，形成异形结构件B，该异形结构件B具有与异性结构件A相对应的贴合形状；按照齿合形状将异形结构件B具有石墨烯薄膜的一侧贴附于异形结构件A相对应的表面上，并在特定分离条件下，将异形结构件B中的剥离胶和硅胶层分离，石墨烯薄膜则贴附于异形结构件A上，以上克服了现有技术只能将石墨烯薄膜转移到二维平面结构的缺点，从而扩大了石墨烯薄膜的应用范围。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术提供的一种非平面异形结构石墨烯薄膜的转移方法，其包括如下步骤：步骤S01，制备与待转移石墨烯薄膜的异性结构件A形状相同的金属基体C；步骤S02，通过化学气相沉积法在金属基体C的表面沉积石墨烯薄膜；步骤S03，在金属基体C具有石墨烯薄膜的一侧涂覆一层剥离胶，并干燥固化；步骤S04，在所述金属基体C具有所述剥离胶的一侧沉积由硅胶前驱体经干燥固化处理后形成的硅胶层；步骤S05，将步骤四中的金属基体C置于刻蚀液中，除去金属基体C后得到异形结构件B；步骤S06，在真空负压环境下，将所述异形结构件B具有石墨烯薄膜的一侧贴合于所述异形结构件A上，在分离条件下，石墨烯薄膜与所述剥离胶分离，并移除所述剥离胶和所述硅胶层，使得异形结构件A上贴覆有石墨烯薄膜。进一步地，金属基体C的材质为铜或镍，铜和镍的熔点均在1050℃以上，能够承受化学气相沉积反应的高温环境。进一步地，在步骤S02中，化学气相沉积法的方法为：以甲烷和氢气作为工作气体，在温度为1000～1050℃、负压压力为1～50Pa的条件下，反应10～40min。其中，反应温度可为1000℃、1005℃、1010℃、1015℃、1020℃、1025℃、1030℃、1035℃、1040℃、1045℃以及1050℃，负压压力可为1Pa、5Pa、10Pa、15Pa、20Pa、25Pa、30Pa、35Pa、40Pa、45Pa以及50Pa。在化学气相沉积反应过程中，甲烷的流量在10～30sccm，氢气的流量为5～20sccm。进一步地，在步骤S03中，剥离胶的涂覆厚度为10～100μm，即涂覆厚度为10μm、15μm、20μm、25μm、30μm、35μm、40μm、45μm、50μm、55μm、60μm、65μm、70μm、75μm、80μm、85μm、90μm以及100μm。剥离胶起到载体的作用，即当金属基板C被完全蚀刻之后，其表面的石墨烯薄膜可以黏贴于剥离胶上，便于转移。优选地，剥离胶可为发泡胶或紫外胶。其中，发泡胶为高温剥离胶，在常温下具有粘性，加热后失去粘性；紫外胶则是紫外光照射下固化后，失去粘性。上述两种剥离胶涂覆于石墨烯薄膜后需干燥固化，其固化条件为在温度为80～90℃烘烤5～15min。进一步地，在步骤S04中，硅胶前驱体包括如下重量份数的下列组分：其中，含氢硅油的重量配比可为1份、2份、3份、4份、5份、6份、7份、8份、9份以及10份，抑制剂的重量配比可为0.1份、0.2份、0.3份、0.4份以及0.5份，催化剂的重量配比可为0.1份、0.11份、0.12份、0.13份、0.14份、0.15份、0.16份、0.17份、0.18份、0.19份以及0.2份。具体地，将100份的乙烯基硅油、1～10份的含氢硅油、0.1～0.5份的抑制剂以及0.1～0.2份的催化在转速为1500～2000r/min的行星式搅拌机中搅拌1～5min。其中，乙烯基硅油粘度范围在300～5000cps，含氢硅油粘度范围在50～500cps。硅胶前驱体的固化条件为40～60℃烘烤直至完全固化。这里，硅胶层的作用是对剥离胶起到承载支撑的作用，便于转移。具体地，抑制剂为1-乙炔基-1-环己醇、3-甲基-1-戊炔-3-醇、3-苯基-1-丁炔-3-醇以及甲基乙烯基环四硅氧烷中的任意一种或几种。优选地，抑制剂为1-乙炔基-1-环己醇。具体地，催化剂为铂-乙烯基硅氧烷配合物、双(炔基)(环二烯炔基)铂配合物以及双(炔基)双(三苯基膦)铂配合物中的任意一种或几种。优选地，催化剂为铂-乙烯基硅氧烷配合物。进一步地，在步骤S05，刻蚀液的浓度为0.1～1mol。具体地，将金属基体C置于刻蚀液中，直至其金属部分完全溶于刻蚀液中，得到异形结构件B，并将异性结构件浸没去离子水中进行多次漂洗，每次漂洗的时间为30～60min，再将其置于温度为40～50℃的环境中烘干2～4h。具体地，刻蚀液为过硫酸铵﹑氯化铁或硝酸中的任意一种或几种。具体地，在步骤S06中，当剥离胶为发泡胶时，其分离条件为在温度范围为120～150℃下进行加热，即温度范围可为120℃、125℃、130℃、135℃、140℃145℃以及150℃，将贴合后的异形结构件A和异形结构件B一起放置于温度范围为120～150℃环境下进行加热，发泡胶因受高温而失去粘性，并与石墨烯薄膜分离，从而实现发泡胶与硅胶层从石墨烯薄膜移除，即石墨烯薄膜转移至异形结构件A上。具体地，在步骤六中，当剥离胶为紫外胶时，本文档来自技高网...

【技术保护点】
非平面异形结构石墨烯薄膜的转移方法，其特征在于，其包括如下步骤：步骤一，制备与待转移石墨烯薄膜的异性结构件A形状相同的金属基体C；步骤二，通过化学气相沉积法在所述金属基体C的表面沉积石墨烯薄膜；步骤三，在所述金属基体C具有石墨烯薄膜的一侧涂覆一层剥离胶，并干燥固化；步骤四，在所述金属基体C具有所述剥离胶的一侧沉积由硅胶前驱体经干燥固化处理后形成的硅胶层；步骤五，将步骤四中的所述金属基体C置于刻蚀液中，除去所述金属基体C后得到异形结构件B；步骤六，在真空负压环境下，按照齿合形状将所述异形结构件B具有石墨烯薄膜的一侧贴合于所述异形结构件A上，在分离条件下，石墨烯薄膜与所述剥离胶分离，并移除所述剥离胶和所述硅胶层，使得异形结构件A上贴覆有石墨烯薄膜。

【技术特征摘要】
1.非平面异形结构石墨烯薄膜的转移方法，其特征在于，其包括如下步骤：步骤一，制备与待转移石墨烯薄膜的异性结构件A形状相同的金属基体C；步骤二，通过化学气相沉积法在所述金属基体C的表面沉积石墨烯薄膜；步骤三，在所述金属基体C具有石墨烯薄膜的一侧涂覆一层剥离胶，并干燥固化；步骤四，在所述金属基体C具有所述剥离胶的一侧沉积由硅胶前驱体经干燥固化处理后形成的硅胶层；步骤五，将步骤四中的所述金属基体C置于刻蚀液中，除去所述金属基体C后得到异形结构件B；步骤六，在真空负压环境下，按照齿合形状将所述异形结构件B具有石墨烯薄膜的一侧贴合于所述异形结构件A上，在分离条件下，石墨烯薄膜与所述剥离胶分离，并移除所述剥离胶和所述硅胶层，使得异形结构件A上贴覆有石墨烯薄膜。2.如权利要求1所述的非平面异形结构石墨烯薄膜的转移方法，其特征在于，所述金属基体C的材质为铜或镍。3.如权利要求1所述的非平面异形结构石墨烯薄膜的转移方法，其特征在于，在步骤二中，所述化学气相沉积的方法为：以甲烷和氢气作为工作气体，在反应温度为1000～1050℃、负压压力为1～50Pa的条件下，反应10～40min。4.如权利要求1至3任一所述的非平面异形结构石墨烯薄膜...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶恩洲，陈文冰，黄裔裔，林菊香，焦伟棋，张新庆，邝野，
申请(专利权)人：深圳市大族元亨光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44