[发明专利]多层石墨烯软板转印方法及石墨烯软板组

说明书

一种多层石墨烯软板转印方法及石墨烯软板组。该多层石墨烯软板转印方法包含步骤A：提供转印单元与软板单元，该转印单元包括主要由过渡金属构成的金属基材，以及设置于该金属基材上的石墨烯膜，该石墨烯膜具有数层彼此堆叠设置于该金属基材上的石墨烯层，该软板单元包括软性基板，以及设置于该软性基板上的接着层，该接着层与该金属基材的接着力在0.2kgf/cm以上；步骤B：贴合该接着层与该石墨烯膜；步骤C：使该金属基材氧化后还原；及步骤D：剥离该金属基材。本发明能完全地将该石墨烯膜由该金属基材转印至该软板单元。

技术领域

本发明涉及一种石墨烯与软板的应用方法与成品，特别是涉及一种多层石墨烯软板转印方法及石墨烯软板组。

背景技术

石墨烯是由碳原子所构成的二维材料，因其具有优异的电学、力学、热学与光学性质，故有关石墨烯的制备与其相关应用遂成为研究热点。

制备石墨烯的方法相当多，包含有机械剥离法、磊晶成长法，以及化学气相沉积法等等。机械剥离法是一种单纯以机械力剥离石墨材料以制得石墨烯的方法，方法相当简单但却不适合大规模生产。磊晶成长法虽然能制得品质优良的石墨烯，但同样也有不适于大规模生产的缺点。化学气相沉积法，是先使碳源形成气体，并在镍或铜等过渡金属的金属基材上沉积而形成石墨烯的方法。由于化学气相沉积法具有易于控制所制得的石墨烯的均匀性与厚度等优点，故为目前主要用于制备石墨烯的方法。基于化学气相沉积法的特性，所制得的石墨烯生成于前述的金属基材上，因此需要进一步通过转印工法，将由单层或多层石墨烯层所构层的石墨烯薄膜应用于各种软性基板上，以进一步制成各种元件。

目前现有的石墨烯转印法，能区分为湿式转印法与干式转印法。湿式转印法是将金属基材蚀刻后，利用高分子膜支撑余下的石墨烯薄膜，再转印至软性基板。由于过程需要使用蚀刻液去除金属基材，除了对环境负担较大外，金属基材不能重复使用也会衍生额外的成本支出。此外，湿式转印法转印后也会有高分子残胶的问题，以及石墨烯薄膜破裂、皱化等问题。

干式转印法是于软性基板上设置一层以高分子材料制成的接着层，使石墨烯薄膜贴合于该接着层后热压，再以机械力掀离金属基材。干式转印法解决了金属基材的成本耗损问题与环保问题，并能应用于卷对卷制程，而有量化生产的前景。

目前干式转印法于转印多层石墨烯构成的石墨烯薄膜时，尚无法良好地将石墨烯薄膜由金属基材转印至软性基板。转印后的石墨烯薄膜往往存在有破损而电性不佳，不利于商业应用，有待改善。

发明内容

本发明的第一目的，在于提供一种能够克服现有技术的至少一个缺点的多层石墨烯软板转印方法。

该多层石墨烯软板转印方法，包含步骤A：提供转印单元与软板单元，该转印单元包括主要由过渡金属构成的金属基材，以及设置于该金属基材上的石墨烯膜，该石墨烯膜具有数层彼此堆叠设置于该金属基材上的石墨烯层，该软板单元包括软性基板，以及设置于该软性基板上的接着层，该接着层与该金属基材的接着力在0.2kgf/cm以上；步骤B：贴合该接着层与该石墨烯膜；步骤C：使该金属基材氧化，并于形成存在于该金属基材与该石墨烯膜间的金属氧化物后，再将该金属氧化物还原为金属；及步骤D：剥离该金属基材。

本发明主要是通过提高该接着层与该金属基材间的接着力，并通过该步骤C降低该石墨烯膜与该金属基材间的作用力，而使该石墨烯膜能顺利转印至该转印单元上。因此，如该接着层与该金属基材间的接着力小于0.2kgf/cm，或者未使该金属基材氧化后还原，都无法使石墨烯膜完全转印至该软性基板，使得该石墨烯膜因转印后有所破损，而不具备连续导通性的电性而无商业利用价值。