图案化石墨烯的制备方法与流程

本公开一般涉及电子技术领域，尤其涉及图案化石墨烯的制备方法。

背景技术：

石墨烯是由单层碳原子组成的二维平面结构，它具有极高的透过率，单层石墨烯的透过率可达97.7％，和优异的弯折性能，是一种较理想的柔性透明导电膜。目前石墨烯的制备工艺主要包括石墨烯的生长、转移和图案化。其中常用的转移过程是采用聚合物作为石墨烯支撑体，刻蚀生长基底并转移至目标基底后，再去除聚合物。图案化工艺目前主要采用激光刻蚀，但它存在分辨率不高以及难以大面积刻蚀的缺点。

技术实现要素：

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种图案化石墨烯的制备方法。

第一方面，提供一种图案化石墨烯的制备方法，包括步骤：

在石墨烯层上涂覆热塑性树脂，

将所述石墨烯层和所述热塑性树脂转印至目标基底上，

对所述热塑性树脂进行纳米压印形成图案化热塑性树脂层，

对所述图案化热塑性树脂层和石墨烯层按照所述图案化热塑性树脂层上的图案进行刻蚀，形成图案化的石墨烯，

去除剩余的热塑性树脂。

根据

本技术：
实施例提供的技术方案，通过在石墨烯层上涂覆一层热塑性树脂，在石墨烯层进行转移过程中作为支撑体，同时通过这层热塑性树脂采用纳米压印的方式对石墨烯进行图案化，对石墨烯进行图案化的工艺方法简单，并且能够实现大面积、高分辨率的石墨烯图案。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本申请实施例中石墨烯制备方法的流程图；

图2-图8为本申请实施例中石墨烯制备过程结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

请参考图1，本实施例提供一种石墨烯的制备方法，包括步骤：

在石墨烯层1上涂覆热塑性树脂3，

将所述石墨烯层1和所述热塑性树脂3转印至目标基底4上，

对所述热塑性树脂3进行纳米压印形成图案化热塑性树脂层7，

对所述图案化热塑性树脂层7和石墨烯层1按照所述图案化热塑性树脂层上的图案进行刻蚀，形成图案化的石墨烯5，

去除剩余的热塑性树脂。

本实施例中通过在石墨烯层上涂覆一层热塑性树脂，在石墨烯层进行转移过程中作为支撑体，同时通过这层热塑性树脂采用纳米压印的方式对石墨烯层进行图案化，对石墨烯层进行图案化的工艺方法简单，并且能够实现大面积、高分辨率的石墨烯图案。

进一步的，所述“在石墨烯层上涂覆热塑性树脂”前还包括：在金属生长基底上生长石墨烯层。

进一步的，所述“在石墨烯层上涂覆热塑性树脂”后还包括：去除所述金属生长基底。

本实施例中的石墨烯层生长在金属生长基底上，并且石墨烯层转印至目标基底之前需要将金属生长基底去除，具体制备过程如图2至图8所示，如图2所示首先石墨烯层1生长在金属生长基底2上，如图3所示随后在石墨烯层1上方涂覆热塑性树脂3，如图4所示将金属生长基底2去除，如图5所示随后将石墨烯层1转移至目标基底4上，采用该热塑性树脂3作为支撑体进行转移；如图6所示随后通过热固化的方式对热塑性树脂、石墨烯层和目标基底进行纳米压印，在热塑性树脂上根据预定的图案进行纳米压印，通过纳米压印的方式对热塑性树脂进行图案化处理形成图案化热塑性树脂层7，并且形成的图案分辨率较高，能够精细至纳米级；如图7所示最后可以在热塑性树脂形成的图案基础上继续对热塑性树脂和对石墨烯层进行刻蚀形成图案化的石墨烯5，通过该方式能够保证对石墨烯层的刻蚀也精细至纳米级从而得到高的分辨率，同时对石墨烯层进行刻蚀的工艺方法简单，易于操作；如图8所示，最后将剩余的热塑性树脂6去除掉。

进一步的，所述金属生长基底包括铜、镍、铂中的一种。

石墨烯层在金属生长基底上并且金属生长基底的材料例如但不限于为铜、镍、铂等材料中的一种。

进一步的，去除所述金属生长基底具体为：采用酸类溶液对所述金属生长基底进行刻蚀。可以采用酸类溶液去除金属生长基底，例如采用硝酸、盐酸等。

进一步的，对所述石墨烯层进行刻蚀具体为：采用氧等离子体处理对所述石墨烯层进行刻蚀。本实施例中对石墨烯层进行刻蚀的方式可以采用氧等离子体处理，此时热塑性树脂上已经形成了图案，只需要沿着该热塑性树脂的图案进行刻蚀处理即可，通过这种处理方式刻蚀的石墨烯层分辨率高并且能够实现大面积的刻蚀。

进一步的，所述热塑性树脂包括甲基丙烯酸异冰片酯、聚甲基丙稀酸甲酯中的一种。本实施中在石墨烯层上增加涂覆了热塑性树脂，能够较方便对其进行图案化，其中热塑性树脂的材料优选的但不限于采用甲基丙烯酸异冰片酯或者聚甲基丙稀酸甲酯。

进一步的，去除剩余的热塑性树脂具体为：采用有机溶剂溶解剩余的热塑性树脂。热塑性树脂采用酯类材料，去除该材料通常采用有机溶剂进行溶解，操作方便并且效果好。

进一步的，所述有机溶剂包括丙酮、甲苯中的一种。上述有机溶剂选择较多，优选的采用丙酮或者甲苯。

本申请的制备方法中在石墨烯层上涂覆了热塑性树脂，该热塑性树脂不仅能够作为石墨烯层转移的支撑体，还能先对其进行图案化，随后通过该图案对石墨烯层进行图案化处理，对石墨烯层图案化处理的工艺方法简单，并且能够得到高的分辨率。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

技术特征：

技术总结
本申请公开了一种图案化石墨烯的制备方法，包括步骤：在石墨烯层上涂覆热塑性树脂，将所述石墨烯层和所述热塑性树脂转印至目标基底上，对所述热塑性树脂进行纳米压印形成图案化热塑性树脂层，对所述图案化热塑性树脂层和石墨烯层按照所述图案化热塑性树脂层上的图案进行刻蚀，形成图案化的石墨烯，去除剩余的热塑性树脂。根据本申请实施例提供的技术方案，通过在石墨烯层上涂覆一层热塑性树脂，在石墨烯层进行转移过程中作为支撑体，同时通过这层热塑性树脂采用纳米压印的方式对石墨烯进行图案化，对石墨烯进行图案化的工艺方法简单，并且能够实现大面积、高分辨率的石墨烯图案。

技术研发人员：郭康
受保护的技术使用者：京东方科技集团股份有限公司
技术研发日：2018.01.02
技术公布日：2018.04.20