[发明专利]柔性石墨烯导电薄膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种柔性石墨烯导电薄膜的制备方法。

背景技术

透明导电薄膜是液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)、触控面板(Touch Panel，TP)等必需使用的功能材料。现阶段制备工艺成熟、性能优良的导电薄膜主要以金属薄膜和金属氧化物薄膜为主。氧化铟锡(Indium Tin Oxide，ITO)以良好的光学和电学性质，被显示行业广泛使用。但由于溅射ITO膜层需要在高温下进行，而且其显微结构为柱状结构，因此用于柔性基底低温或常温镀膜就受到局限，极大的限制了柔性显示技术的发展。因此，寻找具有高导电性能、柔性透明且价格便宜的物质取代ITO是发展趋势。自二维材料石墨烯问世以来，其优异的电学特性以及良好的透光率引起了人们的广泛关注。同时，石墨烯在垂直方向的原子级厚度、原子级平整性、表面惰性和零陷阱态等特点，被认为是取代ITO最具潜力的材料，成为当前国际显示领域的研究热点。

通过化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition，CVD)法在如金属铜等基底表面生长石墨烯是获得高质量、层数可控的石墨烯的主要方法，并且已实现大面积的规模化生长，为石墨烯取代ITO实现实用化迈出了坚实的第一步。但是，在实际应用过程中，将CVD石墨烯转移至目标衬底就是首先要面临的问题。现阶段最成熟的方法是采用PMMA-assisted(聚甲基丙烯酸甲酯辅助法)，即在石墨烯表面使用PMMA薄膜作为支撑，通过铜蚀刻剂将金属铜腐蚀除去，然后将石墨烯转移到目标衬底表面，最终溶解除去石墨烯表面的PMMA薄膜。值得一提的是，由于石墨烯表面的强吸附能力，及聚合物PMMA有机溶剂中的溶解度有限，导致PMMA极易残留于石墨烯表面，使石墨烯的电学性能大打折扣。另外，去除PMMA用到的有机溶剂丙酮等不能重复使用，对环境造成较大的负担。

发明内容

本发明的目的在于提供一种柔性石墨烯导电薄膜的制备方法，可得到表面无残留的柔性石墨烯导电薄膜；且制备过程无需使用有机溶剂，工艺简单，成本较低，绿色环保。

为实现上述目的，本发明提供一种柔性石墨烯导电薄膜的制备方法，包括如下步骤：

步骤1、提供基底，在所述基底表面形成石墨烯层；

步骤2、提供聚乙烯醇，将所述聚乙烯醇溶入水中并加热制备成溶胶溶液，冷却后得到聚乙烯醇溶胶溶液；将所述聚乙烯醇溶胶溶液涂布于所述石墨烯层表面并烘干，在所述石墨烯层表面形成支撑层；

步骤3、将所述基底从所述石墨烯层上去除，得到覆盖有支撑层的石墨烯层；

步骤4、将所述覆盖有支撑层的石墨烯层放入水中，所述石墨烯层表面的支撑层在水中溶解，从而得到表面无残留的柔性石墨烯导电薄膜。

所述基底的材料为金属；所述步骤1中采用化学气相沉积法，通过对所述基底进行加热，同时向所述基底表面通入碳氢化合物气体与载气，在所述基底表面形成石墨烯层。

所述基底的材料为铜、镍、或钌，所述碳氢化合物气体为甲烷，所述载气为氢气。

所述步骤2中采用旋涂法将所述聚乙烯醇溶胶溶液涂布于所述石墨烯层表面。

所述步骤2中，将涂布有聚乙烯醇溶胶溶液的基底放在热板上进行烘干，所述热板的温度范围为100℃～250℃。

所述步骤3中采用溶液法将所述基底在腐蚀液中溶解以将所述基底从所述石墨烯层上去除。

所述步骤3中采用电化学法将所述基底腐蚀掉以将所述基底从所述石墨烯层上去除。

所述步骤3包括：在所述基底上设置覆盖所述支撑层与石墨烯层的第一电极；在所述基底下方依次设置固体电解质和第二电极；将所述第一电极与第二电极分别电性连接至电源的正负极，通过电化学反应将所述基底腐蚀掉以将所述基底从所述石墨烯层上去除。

所述第一电极与第二电极均为石墨电极。

所述步骤3中采用机械分离方法将所述基底从所述石墨烯层上撕离以将所述基底从所述石墨烯层上去除。