一种基于石墨烯的复合柔性透明导电薄膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种基于石墨烯的复合柔性透明导电薄膜，包括石墨烯薄膜，和铟锡氧化物半导体透明导电膜，碎裂为若干碎片的所述铟锡氧化物半导体透明导电膜贴合于所述石墨烯薄膜的表面。本发明专利技术还公开了一种复合柔性透明导电薄膜的制备方法，包括以下步骤：在衬底上生长石墨烯薄膜；将生长好石墨烯薄膜的衬底的石墨烯面，贴在胶膜上；将衬底与石墨烯薄膜剥离开来；将石墨烯薄膜与铟锡氧化物半导体透明导电膜贴合在一起，然后加压使铟锡氧化物半导体透明导电膜碎裂并附着在石墨烯薄膜的表面，完成复合柔性透明导电薄膜的制备。本发明专利技术将碎裂的铟锡氧化物半导体透明导电膜与石墨烯薄膜复合在一起，在保留石墨烯薄膜原有优点的基础上有效降低了方阻。

【技术实现步骤摘要】
一种基于石墨烯的复合柔性透明导电薄膜及其制备方法
本专利技术涉及一种柔性透明导电薄膜，尤其涉及一种基于石墨烯的复合柔性透明导电薄膜及其制备方法。
技术介绍
现有的柔性透明导电薄膜主要有：石墨烯薄膜、纳米银线薄膜、金属网格薄膜以及石墨烯复合纳米银线的薄膜，这几种薄膜均存在一定的缺陷，这些缺陷主要为：石墨烯薄膜方阻(即方块电阻)偏高，当前的生长和掺杂工艺均不能将方阻无法降到很低(单层石墨烯薄膜方阻一般不低于200Ω/m2)，且少数层数的石墨烯对水汽的隔绝效果很差；纳米银线薄膜的可靠性一直无法达到主流电子行业的需求，更麻烦的是纳米银线薄膜在使用过程中发生的银迁移会导致薄膜发黄，严重影响薄膜的应用；金属网格的原理是连续的镂空状的金属线组成的宏观上的薄膜，其结构就决定了无法应用在精度要求较高的领域，且其加工工艺不够灵活，一种产品就需要制备一块曝光板，不同产品无法共用；石墨烯与纳米银线复合薄膜同样存在纳米银线薄膜存在的问题，且两者复合后形成原电池，更加剧了银迁移的现象。综上所述，当前已有的柔性透明导电薄膜，在柔性电子行业的应用中，都存在各自的缺陷，很大程度上限制了这些材料的应用，也限制了柔性电子行业的发展。
技术实现思路
本专利技术的目的就在于为了解决上述问题而提供一种既能保留石墨烯薄膜的优异性能又具有较低方阻的基于石墨烯的复合柔性透明导电薄膜及其制备方法。本专利技术通过以下技术方案来实现上述目的：一种基于石墨烯的复合柔性透明导电薄膜，包括石墨烯薄膜，还包括铟锡氧化物半导体透明导电膜，碎裂为若干碎片的所述铟锡氧化物半导体透明导电膜贴合于所述石墨烯薄膜的表面。铟锡氧化物半导体透明导电膜即ITO薄膜，也称为氧化铟锡薄膜。一种如权利要求1所述的基于石墨烯的复合柔性透明导电薄膜的制备方法，包括以下步骤：(1)通过化学气相沉积法，在衬底上生长石墨烯薄膜；(2)将生长好石墨烯薄膜的衬底的石墨烯面，贴在胶膜上；(3)将衬底与石墨烯薄膜剥离开来，使石墨烯薄膜附着在胶膜上；(4)将石墨烯薄膜与铟锡氧化物半导体透明导电膜贴合在一起，然后加压使铟锡氧化物半导体透明导电膜碎裂为若干碎片并附着在石墨烯薄膜的表面，完成复合柔性透明导电薄膜的制备。作为优选，所述步骤(1)中，所述衬底的材料为包括但不限于Pt、Ni、Cu、Co、Ir、Ru、Au、Ag及其合金导体中的一种或多种，或者为包括但不限于Si、SiO2、Al2O3半导体中的一种或多种，或者上述导体和半导体中的一种或多种的复合材料；所述衬底的材料更优选为Cu或Ni。作为优选，所述步骤(2)中，所述胶膜为包括但不限于热释放胶带、热减粘胶膜、有机硅胶膜、UV减粘膜中的一种或多种，所述胶膜的厚度为1μm至2mm；所述胶膜更优选为热释放胶带或有机硅胶模，所述胶膜的厚度更优选为10μm至200μm。作为优选，所述步骤(3)中，剥离衬底与石墨烯薄膜的方法为包括但不限于化学法腐蚀衬底法、电化学法腐蚀衬底法、机械剥离法、鼓泡法中的一种或多种；剥离衬底与石墨烯薄膜的方法更优选为化学法腐蚀衬底法。作为优选，所述步骤(4)中，所述铟锡氧化物半导体透明导电膜的厚度为1nm至10μm；所述铟锡氧化物半导体透明导电膜的厚度更优选为30nm至100nm。作为优选，所述步骤(4)中，将碎裂为若干碎片的铟锡氧化物半导体透明导电膜附着在石墨烯薄膜的表面的处理条件为：下述条件中，至少包括其中的压力条件：压力条件：压力控制在10MPa-1000000MPa；温度条件：温度控制在-100℃-200℃；紫外光条件：紫外光的辐照能量波长控制在10nm-400nm，紫外光的辐照能量控制在0.1mj/cm2-10000mj/cm2；更优选地，所述压力条件中，压力控制在1000MPa-10000MPa；所述温度条件中，温度控制在50℃-130℃；所述紫外光条件中，紫外光的辐照能量波长为365nm，紫外光的辐照能量控制在100mj/cm2-3000mj/cm2。本专利技术的有益效果在于：本专利技术将铟锡氧化物半导体透明导电膜与石墨烯薄膜复合在一起，并加压使铟锡氧化物半导体透明导电膜碎裂为若干碎片，铟锡氧化物半导体透明导电膜碎裂后其本身的导电性被破坏，但是碎片增加了石墨烯薄膜的载流子浓度，提高了石墨烯的导电性能，使复合薄膜在弯折时，不会形成电流上的断路，保证了较低的方阻，从而在保留石墨烯薄膜原有优点的基础上有效降低了方阻，克服了单一的石墨烯薄膜方阻高的问题，另一方面也克服了单一的铟锡氧化物半导体透明导电膜不能弯折的问题；复合薄膜同时基于石墨烯薄膜和铟锡氧化物半导体透明导电膜，故在应用加工时，可以很好的兼容现有石墨烯薄膜和铟锡氧化物半导体透明导电膜产品的生产线，使复合薄膜的应用难度降到很低的程度，有利于快速、大规模地推广和应用，对柔性电子行业的发展有很大的促进作用，也加快了石墨烯薄膜的产业化应用。附图说明图1是本专利技术所述基于石墨烯的复合柔性透明导电薄膜在制备过程中的结构示意图。具体实施方式下面结合实施例和附图对本专利技术作进一步说明：实施例1：按照以下步骤制备基于石墨烯的复合柔性透明导电薄膜：(1)如图1所示，通过化学气相沉积法即CVD法，在衬底3上生长石墨烯薄膜2，这里的衬底3采用铜箔；(2)将生长好石墨烯薄膜2的衬底的石墨烯面，贴在释放温度为120℃的热释放胶带上；(3)用硝酸铁溶液刻蚀铜箔，直至铜箔被完全刻蚀干净，使石墨烯薄膜2附着在热释放胶带上；(4)将石墨烯薄膜2的外侧表面贴在铟锡氧化物半导体透明导电膜1的表面，通过压力辊对包括热释放胶带、石墨烯薄膜2和铟锡氧化物半导体透明导电膜1的组合膜加压且压力为1000MPa，使铟锡氧化物半导体透明导电膜1碎裂为若干碎片，然后将组合膜放入烤箱中，烤箱温度为125℃，恒温3分钟，随后取出并撕下热释放胶带，完成复合柔性透明导电薄膜的制备。实施例2：按照以下步骤制备基于石墨烯的复合柔性透明导电薄膜：(1)如图1所示，通过化学气相沉积法即CVD法，在衬底3上生长石墨烯薄膜2，这里的衬底3采用铜箔；(2)将生长好石墨烯薄膜2的衬底的石墨烯面，贴在有机硅胶膜上；(3)用氯化铁溶液刻蚀铜箔，直至铜箔被完全刻蚀干净，使石墨烯薄膜2附着在有机硅胶膜上；(4)将石墨烯薄膜2的外侧表面贴在铟锡氧化物半导体透明导电膜1的表面，通过压力辊对包括有机硅胶膜、石墨烯薄膜2和铟锡氧化物半导体透明导电膜1的组合膜加压且压力为2000MPa，使铟锡氧化物半导体透明导电膜1碎裂为若干碎片，然后撕下有机硅胶膜，完成复合柔性透明导电薄膜的制备。实施例3：按照以下步骤制备基于石墨烯的复合柔性透明导电薄膜：(1)如图1所示，通过化学气相沉积法即CVD法，在衬底3上生长石墨烯薄膜2，这里的衬底3采用镍片；(2)将生长好石墨烯薄膜2的衬底的石墨烯面，贴在UV减粘膜上；(3)用鼓泡法剥离镍片，使石墨烯薄膜2附着在UV减粘膜上；(4)将石墨烯薄膜2的外侧表面贴在铟锡氧化物半导体透明导电膜1的表面，通过压力辊对包括UV减粘膜、石墨烯薄膜2和铟锡氧化物半导体透明导电膜1的组合膜加压且压力为1500MPa，使铟锡氧化物半导体透明导电膜1碎裂为若干碎片，然后用波长为365nm、能量为1500mj/cm2的紫外光照射组合膜，照射2-5小时后撕下UV减粘膜，完成复合柔性透明导本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于石墨烯的复合柔性透明导电薄膜，包括石墨烯薄膜，其特征在于：还包括铟锡氧化物半导体透明导电膜，碎裂为若干碎片的所述铟锡氧化物半导体透明导电膜贴合于所述石墨烯薄膜的表面。

【技术特征摘要】
1.一种基于石墨烯的复合柔性透明导电薄膜，包括石墨烯薄膜，其特征在于：还包括铟锡氧化物半导体透明导电膜，碎裂为若干碎片的所述铟锡氧化物半导体透明导电膜贴合于所述石墨烯薄膜的表面。2.一种如权利要求1所述的基于石墨烯的复合柔性透明导电薄膜的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)通过化学气相沉积法，在衬底上生长石墨烯薄膜；(2)将生长好石墨烯薄膜的衬底的石墨烯面，贴在胶膜上；(3)将衬底与石墨烯薄膜剥离开来，使石墨烯薄膜附着在胶膜上；(4)将石墨烯薄膜与铟锡氧化物半导体透明导电膜贴合在一起，然后加压使铟锡氧化物半导体透明导电膜碎裂为若干碎片并附着在石墨烯薄膜的表面，完成复合柔性透明导电薄膜的制备。3.根据权利要求2所述的基于石墨烯的复合柔性透明导电薄膜的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，所述衬底的材料为包括但不限于Pt、Ni、Cu、Co、Ir、Ru、Au、Ag及其合金导体中的一种或多种，或者为包括但不限于Si、SiO2、Al2O3半导体中的一种或多种，或者上述导体和半导体中的一种或多种的复合材料。4.根据权利要求3所述的基于石墨烯的复合柔性透明导电薄膜的制备方法，其特征在于：所述衬底的材料为Cu或Ni。5.根据权利要求2所述的基于石墨烯的复合柔性透明导电薄膜的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，所述胶膜为包括但不限于热释放胶带、热减粘胶膜、有机硅胶膜、UV减粘膜中的一种或多种，所述胶膜的厚度为1μm至2mm。6.根据权利要求5所述的基于石墨烯的复合柔性透明导电薄膜的制备方法，其特征在于：所述胶膜为热释放胶带或有机硅胶模，所述胶膜的厚度为10μm至200μm。...

【专利技术属性】
技术研发人员：周培，邓广才，朱小英，
申请(专利权)人：成都川烯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51