石墨烯復(fù)合電極材料的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種石墨烯復(fù)合電極材料的制備方法，包括以下步驟：步驟1、提供玻璃基板，該玻璃基板的熔點(diǎn)大于1100℃；步驟2、清洗玻璃基板后，在玻璃基板上形成金屬薄膜；步驟3、圖案化該金屬薄膜，以形成電路圖形；步驟4、在電路圖形上形成石墨烯薄膜，以制得石墨烯復(fù)合電極材料。本發(fā)明的石墨烯復(fù)合電極材料的制備方法，通過(guò)耐高溫玻璃基板與金屬催化劑，在電路圖形表面直接生長(zhǎng)石墨烯薄膜，不需轉(zhuǎn)移，不會(huì)受轉(zhuǎn)移中溶劑影響，成膜質(zhì)量較高且無(wú)需蝕刻，直接形成石墨烯復(fù)合電極材料，制程簡(jiǎn)單，且，由于石墨烯化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定，可以起到保護(hù)金屬電路圖形的作用，進(jìn)而有效延長(zhǎng)石墨烯復(fù)合電極材料的使用壽命。
【專利說(shuō)明】石墨烯復(fù)合電極材料的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種復(fù)合電極材料的制備方法，尤其涉及一種石墨烯復(fù)合電極材料的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]石墨烯(graphene)是一種單層碳原子緊密堆積成二維蜂窩狀結(jié)構(gòu)的碳質(zhì)新材料，石墨烯目前是世上最薄卻也是最堅(jiān)硬的納米材料，它幾乎是完全透明的，只吸收2.3%的光，而電阻率只約10_6Ω μπι，比銅或銀更低，為目前世上電阻率最小的材料，其可以通過(guò)化學(xué)氣相沉積(Chemical Vapor Deposition, CVD)法、微機(jī)械分離法、取向附生法等方法制備。
[0003]石墨烯具有很大的比表面積、高導(dǎo)電性及很高的機(jī)械強(qiáng)度，基于石墨烯的這些性質(zhì)，石墨烯被廣泛的運(yùn)用于合成納米復(fù)合材料，制造電學(xué)元件，以及其他一些化學(xué)生物傳感器等。盡管石墨烯具有十分卓越的性能以及誘人的應(yīng)用前景，但是目前制約石墨烯發(fā)展的很多因素也依然存在，如，高純度的單層石墨烯很難大規(guī)模生產(chǎn)，化學(xué)氧化法得到的氧化石墨烯再還原制取的還原氧化石墨烯因難以控制其被還原的程度以及不能避免氧化石墨在化學(xué)還原的過(guò)程中再次被石墨化等因素均將石墨烯本來(lái)所具有的優(yōu)越性能大打折扣，同樣化學(xué)氣相沉積法中得到的石墨烯依然存在石墨烯被石墨化的過(guò)程。因此，怎樣得到高比表面，還原程度較高的石墨烯是石墨烯發(fā)揮其高性能的關(guān)鍵?；谏鲜鰡?wèn)題，石墨烯作為電極材料應(yīng)用于顯示領(lǐng)域，會(huì)產(chǎn)生石墨烯的優(yōu)越性能受限等問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種石墨烯復(fù)合電極材料的制備方法，其制程簡(jiǎn)單，制得的復(fù)合電極材料的使用壽命長(zhǎng)。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種石墨烯復(fù)合電極材料的制備方法，包括以下步驟:
[0006]步驟1、提供玻璃基板，該玻璃基板的熔點(diǎn)大于1100°C ；
[0007]步驟2、清洗玻璃基板后，在玻璃基板上形成金屬薄膜；
[0008]步驟3、圖案化該金屬薄膜，以形成電路圖形；
[0009]步驟4、在電路圖形上形成石墨烯薄膜，以制得石墨烯復(fù)合電極材料。
[0010]所述玻璃基板為氧化釔基、氧化鋁基或二氧化硅基玻璃基板。
[0011]所述玻璃基板中堿金屬總量小于0.3ppm,錯(cuò)含量小于或等于0.3ppm,鈦含量小于或等于1.4ppm, I丐含量小于或等于0.6ppm,鎂含量小于0.1ppm,硼含量小于0.1ppm,銅含量小于0.0lppm,磷含量小于0.2ppm。
[0012]所述玻璃基板中鋰含量小于或等于0.0Olppm,鉀含量小于0.2ppm,鈉含量小于或等于 0.1ppm0
[0013]所述金屬薄膜以金屬鎳、銅或釕為靶材，通過(guò)物理氣相沉積工藝濺鍍形成于玻璃基板上。
[0014]所述靶材純度大于99.9%。
[0015]所述金屬薄膜厚度10nm-500nm。
[0016]所述步驟3包括:在金屬薄膜上涂布正光阻，經(jīng)曝光與顯影后，采用銅酸蝕刻出預(yù)定的圖形，進(jìn)而形成電路圖形。
[0017]所述步驟4包括:提供一掩模板，將該掩模板貼附于玻璃基板的形成有電路圖形偵牝并露出電路圖形，然后在電路圖形上形成石墨烯薄膜。
[0018]所述掩模板由二氧化硅制成；所述石墨烯薄膜通過(guò)化學(xué)氣相沉積工藝形成于電路圖形上。
[0019]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明的石墨烯復(fù)合電極材料的制備方法，通過(guò)耐高溫玻璃基板與金屬催化劑，在電路圖形表面直接生長(zhǎng)石墨烯薄膜，不需轉(zhuǎn)移，不會(huì)受轉(zhuǎn)移中溶劑影響，成膜質(zhì)量較高且無(wú)需蝕刻，直接形成石墨烯復(fù)合電極材料，制程簡(jiǎn)單，且，由于石墨烯化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定，可以起到保護(hù)金屬電路圖形的作用，進(jìn)而有效延長(zhǎng)石墨烯復(fù)合電極材料的使用壽命。
[0020]為了能更進(jìn)一步了解本發(fā)明的特征以及技術(shù)內(nèi)容，請(qǐng)參閱以下有關(guān)本發(fā)明的詳細(xì)說(shuō)明與附圖，然而附圖僅提供參考與說(shuō)明用，并非用來(lái)對(duì)本發(fā)明加以限制。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021]下面結(jié)合附圖，通過(guò)對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】詳細(xì)描述，將使本發(fā)明的技術(shù)方案及其它有益效果顯而易見(jiàn)。
[0022]附圖中，
[0023]圖1為本發(fā)明石墨烯復(fù)合電極材料的制備方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明所采取的技術(shù)手段及其效果，以下結(jié)合本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例及其附圖進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0025]請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明提供一種石墨烯復(fù)合電極材料的制備方法，包括以下步驟:
[0026]步驟1、提供玻璃基板，該玻璃基板的熔點(diǎn)大于1100°C。
[0027]所述玻璃基板選用耐高溫玻璃基板，優(yōu)選熔點(diǎn)大于1100°C的玻璃基板，且該玻璃基板中堿金屬(鋰、鉀、鈉)總量小于0.3ppm，鋯含量小于或等于0.3ppm，鈦含量小于或等于
1.4ppm, |丐含量小于或等于0.6ppm,鎂含量小于0.1ppm,硼含量小于0.1ppm,銅含量小于
0.0lppm,磷含量小于0.2ppm,優(yōu)選的,所述玻璃基板中鋰含量小于或等于0.0Olppm,鉀含量小于0.2ppm，鈉含量小于或等于0.lppm。
[0028]在本實(shí)施例中，所述玻璃基板為氧化釔基、氧化鋁基或二氧化硅基玻璃基板。
[0029]步驟2、清洗玻璃基板后，在玻璃基板上形成金屬薄膜。
[0030]所述金屬薄膜以金屬鎳(Ni)、銅(Cu)或釕(Ru)為靶材，通過(guò)物理氣相沉積(Physical Vapor Deposition, PVD)工藝派鍍形成于玻璃基板上。所述祀材純度大于99.9%。所述金屬薄膜厚度10nm-500nm。
[0031]步驟3、圖案化該金屬薄膜，以形成電路圖形。[0032]具體地，在金屬薄膜上涂布正光阻，經(jīng)曝光與顯影后，采用銅酸蝕刻出預(yù)定的圖形，進(jìn)而形成電路圖形。
[0033]步驟4、在電路圖形上形成石墨烯薄膜，以制得石墨烯復(fù)合電極材料。
[0034]具體地，提供一掩模板，將該掩模板貼附于玻璃基板的形成有電路圖形側(cè)，并露出電路圖形，然后在電路圖形上形成石墨烯薄膜。
[0035]在本實(shí)施例中，所述掩模板由二氧化硅制成，其形變點(diǎn)為1075 °C，退火點(diǎn)為1180°C,硬化點(diǎn)為1730°C，最高延續(xù)使用溫度1100°C，短時(shí)間內(nèi)可在1450°C下運(yùn)用。因該掩模板耐高溫，熱膨脹率小，在1000°C左右形變量小，可以有效保證石墨烯薄膜形成的精度。
[0036]所述石墨烯薄膜通過(guò)化學(xué)氣相沉積(Chemical Vapor Deposition, CVD)工藝形成于電路圖形上。具體地，化學(xué)氣相沉積工藝中米用CH4與H2/Ar或CH4與H2混合氣體,在600-10500C>40Pa-5kPa的環(huán)境下，并可根據(jù)沉積時(shí)間不同可以得到厚度為0.35nm-50nm,面電阻在0.1-500 Ω/ □的石墨烯薄膜。
[0037]綜上所述，本發(fā)明的石墨烯復(fù)合電極材料的制備方法，通過(guò)耐高溫玻璃基板與金屬催化劑，在電路圖形表面直接生長(zhǎng)石墨烯薄膜，不需轉(zhuǎn)移，不會(huì)受轉(zhuǎn)移中溶劑影響，成膜質(zhì)量較高且無(wú)需蝕刻，直接形成石墨烯復(fù)合電極材料，制程簡(jiǎn)單，且，由于石墨烯化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定，可以起到保護(hù)金屬電路圖形的作用，進(jìn)而有效延長(zhǎng)石墨烯復(fù)合電極材料的使用壽命O
[0038]以上所述，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可以根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案和技術(shù)構(gòu)思作出其他各種相應(yīng)的改變和變形，而所有這些改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種石墨烯復(fù)合電極材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟1、提供玻璃基板，該玻璃基板的熔點(diǎn)大于1100°C ； 步驟2、清洗玻璃基板后，在玻璃基板上形成金屬薄膜； 步驟3、圖案化該金屬薄膜，以形成電路圖形； 步驟4、在電路圖形上形成石墨烯薄膜，以制得石墨烯復(fù)合電極材料。
2.如權(quán)利要求1所述的石墨烯復(fù)合電極材料的制備方法，其特征在于，所述玻璃基板為氧化釔基、氧化鋁基或二氧化硅基玻璃基板。
3.如權(quán)利要求2所述的石墨烯復(fù)合電極材料的制備方法，其特征在于，所述玻璃基板中堿金屬總量小于0.3ppm,錯(cuò)含量小于或等于0.3ppm,鈦含量小于或等于1.Appm,^含量小于或等于0.6ppm,鎂含量小于0.1ppm,硼含量小于0.1ppm,銅含量小于0.01ppm,磷含量小于 0.2ppm。
4.如權(quán)利要求3所述的石墨烯復(fù)合電極材料的制備方法，其特征在于，所述玻璃基板中鋰含量小于或等于0.0Olppm,鉀含量小于0.2ppm,鈉含量小于或等于0.lppm。
5.如權(quán)利要求1所述的石墨烯復(fù)合電極材料的制備方法，其特征在于，所述金屬薄膜以金屬鎳、銅或釕為靶材，通過(guò)物理氣相沉積工藝濺鍍形成于玻璃基板上。
6.如權(quán)利要求5所述的石墨烯復(fù)合電極材料的制備方法，其特征在于，所述靶材純度大于99.9%ο
7.如權(quán)利要求1所述的石墨烯復(fù)合電極材料的制備方法，其特征在于，所述金屬薄膜厚度 10nm-500nm。
8.如權(quán)利要求1所述的石墨烯復(fù)合電極材料的制備方法，其特征在于，所述步驟3包括:在金屬薄膜上涂布正光阻，經(jīng)曝光與顯影后，采用銅酸蝕刻出預(yù)定的圖形，進(jìn)而形成電路圖形。
9.如權(quán)利要求1所述的石墨烯復(fù)合電極材料的制備方法，其特征在于，所述步驟4包括:提供一掩模板，將該掩模板貼附于玻璃基板的形成有電路圖形側(cè)，并露出電路圖形，然后在電路圖形上形成石墨烯薄膜。
10.如權(quán)利要求9所述的石墨烯復(fù)合電極材料的制備方法，其特征在于，所述掩模板由二氧化硅制成；所述石墨烯薄膜通過(guò)化學(xué)氣相沉積工藝形成于電路圖形上。
【文檔編號(hào)】H01G9/042GK103745829SQ201310746256
【公開日】2014年4月23日 申請(qǐng)日期:2013年12月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月30日
【發(fā)明者】王燁文 申請(qǐng)人:深圳市華星光電技術(shù)有限公司