[发明专利]应用石墨烯的结构及其制造方法

说明书

技术领域

本发明关于一种石墨烯的应用，特别在于应用石墨烯的结构及其制造方法。

背景技术

石墨烯(Graphene)是一种由碳原子紧密结合成一个二维结晶格且几乎完全透明的平面层，每一层石墨烯仅仅吸收约2.3%的光能，另外，其具有比碳纳米管(carbon nanotube)及硅(silicon)还要快的电子迁移率、比碳纳米管还要好的导热系数以及比铜(cooper)或银(silver)还要低的电阻(石墨烯的电子迁移率被证实超过200,000cm²/VS，导热系数大约为5,300W/mK，电阻约为10ohms·cm)。因此，石墨烯凭借着其出色的电气性、导热性、可绕曲性以及高透光度而被应用在高速电晶体、感测器、萤幕的透明电极、触控面板以及太阳能电池。

然而，虽然石墨烯拥有许多优点，但是其不管在单层或是数层的情况下都很容易被破坏的特性却大大的限制了它的实用性，而目前的技术仍相当不成熟，且所使用的转移薄膜通常具有较高的电阻而造成不均匀性。举例来说，当在制程中有将石墨烯薄膜附着到所需基板(例如：塑胶、玻璃或硅)的转移步骤时，大部分的石墨烯会被设置在金属基板上(例如：铜或镍)，在转移的过程中，石墨烯就很容易被破坏而造成大面积的不连续性。

例如，一篇名为“large-area synthesis of high-quality and uniform graphene films on copper foils”(Science,v.324,第1312页)的论文有教授一种石墨烯的转移方法，该方法有包括步骤：形成一石墨烯层于一铜箔层上；涂布一聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)层；夹持该聚甲基丙烯酸甲酯层以溶解该铜箔层；将该石墨烯层及该聚甲基丙烯酸甲酯层取至一所需的基板，然后移除该聚甲基丙烯酸甲酯层。但是，该方法只能达到非常低的出货能力，导致过高的生产成本更加限制了石墨烯的可生产性。

因此，是否有一种结构或方法可以改善石墨烯在转移时容易被破坏的缺点，提供产业可以大范围的控制产量以及均匀性，进而得到更高的生产性。

发明内容

本发明揭露一种石墨烯的应用，特别在于应用石墨烯的结构及其制造方法。

根据本发明的一范畴，一种应用石墨烯的制造方法，其提供一制造方法来保护石墨烯避免其在转移(transferring)应用时遭到破坏。

根据本发明的另一范畴，一种应用石墨烯的结构，其提供一装置结构使应用石墨烯的装置能够更容易的被量产化。

根据本发明的一实施例，一种应用石墨烯的制造方法，其包括步骤：形成一石墨烯层于一金属层的一面；形成一保护层于该石墨烯层相对于该金属层的另一面，使该石墨烯层的位置介于该金属层与该保护层之间；将该保护层、该石墨烯层与该金属层设置于一基板的一面；自该石墨稀移除该金属层；及形成一导电层于该石墨烯层相对于该保护层的一面。

根据本发明的另一实施例，一种应用石墨烯的结构，以一导电层、一石墨烯层、一保护层及一基板由上而下堆迭而成。该保护层形成于该基板的上。该石墨烯层形成于该保护层的上，以使该保护层保护该石墨烯层。该导电层形成于该石墨烯层的上。

因此，相较传统的生产方式，本发明藉由增设有保护层的结构方式，来达到保护石墨烯在转移应用时避免被破坏，更可以有效的提升石墨烯装置的生产效率，使应用石墨烯的装置能够容易的被量产化。

附图说明

图1是本发明应用石墨烯的制造方法的步骤图。

图2A为本发明应用石墨烯的装置对应于图1所示步骤图中步骤S10的示意图。

图2B为本发明应用石墨烯的装置对应于图1所示步骤图中步骤S11的示意图。

图2C为本发明应用石墨烯的装置对应于图1所示步骤图中步骤S12的示意图。

图2D为本发明应用石墨烯的装置对应于图1所示步骤图中步骤S13的示意图。

图2E为本发明应用石墨烯的装置对应于图1所示步骤图中步骤S14的示意图。

图3为本发明应用石墨烯的装置结构示意图。

【主要元件符号说明】

10    墨烯层

12    金属层

14    保护层

16    基板

18    导电层

具体实施方式

请一并参考图1及图2所示，图1为本发明应用石墨烯的制造方法的步骤图。图2A-2E为本发明应用石墨烯的结构装置对应于图1所示步骤图的示意图。本发明应用石墨烯的制造方法包括步骤：