[发明专利]基于柔性可弯曲玻璃的石墨烯透明导电薄膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及柔性电子透明导电薄膜及其制备技术，尤其是一种柔性玻璃透明石墨烯薄膜的卷对卷(R2R)方法，以及采用该方法制备的柔性玻璃石墨烯导电透明薄膜。

背景技术

柔性电子就是将电子器件制作在柔性可延性塑料、玻璃或薄金属基板上的新兴电子技术，以其独特的柔性、延展性以及高效、低成本制造工艺，在信息、能源、医疗、国防等领域具有广泛应用前景，如柔性电子显示器、薄膜太阳能电池板、电子用表面粘贴等。柔性电子具有柔软、可变形、质轻、便携、可大面积应用等特性，并通过大量应用新材料和新工艺产生出大量新应用，包括RFID、柔性显示、OLED发光、传感器、柔性光伏、逻辑与存储、柔性电池。在未来，贴个“贴纸”在手背上就能检测紫外线照射程度；心脏起搏器再也不用换电池；同时电池能够直接卷绕生产。近年来，柔性电子这一新兴学科已经引起了国内外科技界与工业界的广泛关注，吸引着众多公司投入到这一科技领域的研发过程中来，加速柔性电子的实用产品开发和商业化进程。在科技发展“十三五”规划中，国家正在通过政策引导与资金扶持将大力推动中国柔性与印刷电子的研究及产业化。我国是电子产业大国，但不是技术强国，柔性电子是我国争取电子产业跨越式发展的机会。柔性电子具有广阔市场，市场规模迅速扩张，可成为国家支柱产业。

柔性电子透明导电薄膜就是所产生的薄膜不仅具有导电性更具有透明性,是柔性薄膜太阳能，显示屏、电致发光器件、薄膜晶体管、电容和电阻触摸屏、透明加热器等的重要材料。与刚性基材透明导电薄膜相比，其除具有导电性和透明性外，还具有柔软性和可延伸性，是发展柔性电子器件的重要材料。

发明内容

发明目的：提供一种R2R CVD生产基于柔性电子玻璃透明导电石墨烯薄膜，并进一步提供卷对卷基体转移的镀膜方法，为柔性电子器件的发展提供基础的可弯曲玻璃透明导电石墨烯薄膜生产方法。

技术方案：本发明采用以下技术方案：

一种基于柔性可弯曲玻璃的石墨烯透明导电薄膜，石墨烯透明导电薄膜生长在柔性 25-100微米可弯曲玻璃上而不是当前的刚性玻璃上。

一种基于柔性可弯曲玻璃的石墨烯透明导电薄膜的制备方法，包括三个部分：

(1)R2R CVD生长铜基石墨烯透明导电薄膜；

(2)R2R转移铜基石墨烯透明导电薄膜到柔性可弯曲玻璃上；

(3)基于柔性可弯曲玻璃的石墨烯透明导电薄膜触摸屏电子器件的制造。

进一步地，所述第(1)部分中，R2R CVD生长采用R2R CVD炉，R2R CVD炉具有同心双石英管，内石英管是旋转的，在其中间部分有导气孔，以便CH4进入外管内壁与内管外壁之间，实现R2R石墨烯薄膜生产。

进一步地，其制备的具体步骤如下：

步骤1.将铜薄膜卷绕到直径20厘米长度200厘米的石英内管外壁上，在外管中通入10SCCM流量的氢气，保持石英管中的压力为95mTorr,加温到1050℃；保温45分钟；

步骤2.步骤1实行的同时在石英内管中通入30SCCM流量的CH₄和10SCCM流量的H₂，保持管压在500mTorr 30分钟，然后通入氢气在管压100mTorr下以15℃/秒降温速度快速冷却到常温；

步骤3.将步骤2处理得到的铜薄膜和热剥离膜同时穿过滚压面相互靠近的一组滚轮，在两滚轮上加上微量的压力将长在铜基上的石墨烯表面贴上一层热剥离膜；

步骤4.将铜基部分浸入到塑料酸洗盆中去除铜腐蚀掉并用去离子水清洗残余酸液，晾干；

步骤5.在两滚轮间放入25-100微米柔性玻璃并插入贴有热剥离膜的石墨烯缓慢加热到85-125℃并以150-250毫米/分钟的速度传动，热剥离膜脱开，石墨烯转移到柔性玻璃上；

步骤6.在同样的柔性玻璃上如此反复，可得到多层石墨烯薄膜；

步骤7.用空心模板和丝网印刷做成一个四线触摸屏面板；打印出银电极和点间隔，将上面板和下面板小心组装形成石墨烯基柔性触摸屏电子仪器。

进一步地，制备完成的石墨烯透明导电薄膜生长在柔性25-100微米可弯曲玻璃上。

有益效果：本发明与现有技术相比：

(1)直接形成柔性可弯曲玻璃的石墨烯透明导电薄膜，用于柔性电子器件的发展；

(2)形成的电子薄膜可弯曲和延展；性能与刚性玻璃上的薄膜性能相当。

(3)本方法适用于大面积薄膜电路的生产，速度快，成品率高。

具体实施方式