本發(fā)明涉及液晶顯示技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種石墨烯電極的制備方法、采用該制備方法制得的石墨烯電極及應(yīng)用該石墨烯電極的顯示面板。

背景技術(shù)：

隨著電子器件的迅速發(fā)展，可彎折的電子器件，如柔性觸摸屏、柔性顯示器等新型電子器件已經(jīng)逐漸走入了人們的生活。作為這些柔性器件的重要組成部分，透明電極也相應(yīng)背負上了柔性化的使命。目前，廣泛使用的商業(yè)化透明電極多為氧化銦錫(ITO),雖然它具有較高的透過率和較低方阻的特性，但是ITO不可避免地用到了價格昂貴的銦元素，并且其本身具有脆性大的缺點，所得到的導(dǎo)電膜的耐彎折性并不理想。因此,尋找一種廉價、耐彎折的導(dǎo)電膜材料具有重要的意義。

石墨烯是由單層碳原子組成的二維平面結(jié)構(gòu),它具有極高的透過率(其單層透過率達到97.7％)和優(yōu)異的彎折性能，是一種較理想的柔性透明導(dǎo)電膜。石墨烯電極的制備主要包括生長、轉(zhuǎn)移和圖案化工藝。在具有量產(chǎn)性的膠帶釋放法等轉(zhuǎn)移工藝和光刻法等圖案化工藝中，都存在聚合物在石墨烯表面的殘留影響石墨烯光電特性的問題，從而制約了石墨烯導(dǎo)電膜在柔性器件的應(yīng)用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的首要目的旨在提供一種避免聚合物在石墨烯表面的殘留的石墨烯電極的制備方法。

本發(fā)明的另一目的旨在提供一種上述制備方法制得的石墨烯電極。

本發(fā)明的又一目的旨在提供一種應(yīng)用上述石墨烯電極的顯示面板。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

一種石墨烯電極的制備方法，包括以下步驟：在生長基底上生長石墨烯；在石墨烯表面沉積犧牲層薄膜，構(gòu)成石墨烯-犧牲層薄膜；將石墨烯-犧牲層薄膜從生長基底轉(zhuǎn)移到目標(biāo)基板上；對石墨烯-犧牲層薄膜進行圖案化處理并去除所述犧牲層，形成圖案化的石墨烯電極。

優(yōu)選地，所述對石墨烯-犧牲層薄膜進行圖案化處理并去除所述犧牲層，形成圖案化的石墨烯電極過程進一步包括以下步驟：在犧牲層上涂布光刻膠并依序進行曝光、光刻膠顯影；對犧牲層薄膜進行蝕刻；剝離所述光刻膠；對石墨烯執(zhí)行干刻工序；濕刻所述犧牲層薄膜以去除犧牲層。

優(yōu)選地，當(dāng)對犧牲層薄膜進行濕刻時，所采用的刻蝕液為氫氟酸、鹽酸、磷酸及其他中強酸中的一種或多種。

優(yōu)選地，所述犧牲層薄膜的材料為氧化鋁薄膜、氧化鎂薄膜或其他金屬氧化物薄膜。

優(yōu)選地，所述犧牲層薄膜為非晶態(tài)結(jié)構(gòu)，其厚度為5～100nm。

優(yōu)選地，所述在石墨烯表面沉積犧牲層薄膜，構(gòu)成石墨烯-犧牲層薄膜進一步包括以下步驟：該沉積過程在溫度小于400℃的沉積反應(yīng)室內(nèi)進行，

(1)在沉積反應(yīng)室內(nèi)完成單體三甲基鋁在石墨烯表面的化學(xué)吸附反應(yīng)，其中，反應(yīng)時間2～6秒；

(2)通入氬氣吹掃多余單體5～20秒；

(3)通入氧化性氣體進行氧化反應(yīng)形成氧化鋁薄膜，其中，通氣時間5～10s；

(4)繼續(xù)通入氬氣吹掃氧化性氣體和反應(yīng)副產(chǎn)物，其中，通氣時間5～20秒；

(5)若經(jīng)前四步獲得的氧化鋁薄膜的厚度小于預(yù)定厚度，則循環(huán)重復(fù)執(zhí)行上述步驟(1)～(4)，直到氧化鋁薄膜的厚度達到預(yù)定厚度范圍。

優(yōu)選地，所述將石墨烯-犧牲層薄膜從生長基底轉(zhuǎn)移到目標(biāo)基板上步驟中采用的轉(zhuǎn)移工藝為PMMA法、膠帶釋放法、卷對平法中的一種。

優(yōu)選地，所述生長基底為銅、鎳、鉑、鈷和鉬中的至少一種。

優(yōu)選地，所述目標(biāo)基板采用玻璃基板、玻璃/PI、玻璃/PET及其他玻璃/柔性襯底復(fù)合基板中的一種。

另外，本發(fā)明還提供一種石墨烯電極，該石墨烯電極上述的制備方法制得。

此外，作為應(yīng)用地，本發(fā)明還提供了一種顯示面板，其包括上述石墨烯電極。

相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的方案具有以下優(yōu)點：

本發(fā)明的石墨烯電極的制備方法中，通過在石墨烯表面上沉積犧牲層薄膜，避免了轉(zhuǎn)移和圖案化過程中石墨烯與聚合物的接觸，從而避免了圖案化完成后聚合物在石墨烯表面的殘留，使得通過該制備方法制得的石墨烯電極具有良好的光電特性。

本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，這些將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。

附圖說明

本發(fā)明上述的和/或附加的方面和優(yōu)點從下面結(jié)合附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1為本發(fā)明一種實施方式中石墨烯電極的制備方法的流程圖；

圖2為本發(fā)明一種實施方式中石墨烯-犧牲層薄膜的轉(zhuǎn)移工藝流程圖；

圖3為本發(fā)明一種實施方式中石墨烯圖案化的工藝流程圖。

具體實施方式

下面詳細描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對本發(fā)明的限制。

一方面，本發(fā)明提供一種石墨烯電極的制備方法，主要目的在于，在傳統(tǒng)石墨烯電極的圖案化步驟之前，在石墨烯薄膜與光刻膠等聚合物之間添加犧牲層薄膜，以避免圖案化工序完成后聚合物在石墨烯表面的殘留，進而保證石墨烯電極的性能良好。

本發(fā)明的制備方法的主要步驟概述如下：S100：在生長基底上生長石墨烯薄膜；S200：在石墨烯薄膜表面沉積犧牲層薄膜，構(gòu)成石墨烯-犧牲層薄膜；S300：將石墨烯-犧牲層薄膜從生長基底轉(zhuǎn)移到目標(biāo)基板上；S400：對石墨烯-犧牲層薄膜進行圖案化處理并去除所述犧牲層，形成圖案化的石墨烯電極。

通過以上四個主要步驟S100～S400制得的石墨烯電極，由于制備過程中，作為光刻膠的聚合物不與石墨烯膜層直接接觸，避免了圖案化工藝完成后聚合物在石墨烯表面的殘留，從而保證石墨烯電極具有良好的光電特性。

請參考圖1，并結(jié)合圖2，以下針對各個步驟的具體實現(xiàn)做進一步的說明：

S100：在生長基底1上生長石墨烯薄膜2。

具體地，本實施例中，采用銅、鎳、鉑、鈷、鉬等金屬中的至少一種作為生長基底1，并在準(zhǔn)備好的生長基底1之上采用化學(xué)氣相沉積方法生長石墨烯薄膜2。生長過程可以在低氣壓下進行，也可在常壓下進行。

S200：在石墨烯薄膜2表面沉積犧牲層薄膜3，構(gòu)成石墨烯-犧牲層薄膜，請參考圖2。

作為一種優(yōu)選實施方式，本方案中，采用氧化鋁薄膜作為所述犧牲層薄膜，用以在石墨烯圖案化過程中隔開所述石墨烯薄膜與聚合物。優(yōu)選地，所述氧化鋁薄膜通過化學(xué)氣相沉積法沉積到石墨烯表面。該沉積過程在低溫(＜400℃)進行，其具體包括如下步驟：

S201：單體三甲基鋁(TMA)由高純氬氣攜帶進入沉積反應(yīng)室，并在石墨烯表面完成化學(xué)吸附反應(yīng)，其中，反應(yīng)時間為2～6s；

S202：通過氬氣吹掃多余的單體三甲基鋁，通氣時間為5～20s，使得吸附反應(yīng)完成得更充分；

S203：向沉積反應(yīng)室通入氧化性氣體(例如氧氣)將氧化性氣體(如氧氣)輸入沉積室，通氣時間為5～10s，將之前吸附在石墨烯表面上的TMA單體反應(yīng)形成氧化鋁薄膜；

S204：通入氬氣吹掃多余的氧化性氣體和反應(yīng)副產(chǎn)物5～20s，完成氧化鋁薄膜的沉積。

以上四個步驟S201～S204可根據(jù)氧化鋁薄膜的厚度需求反復(fù)執(zhí)行。在本實施方式中，所述氧化鋁薄膜為非晶態(tài)薄膜，其厚度范圍為5～100nm。其中，氧化鋁薄膜厚度在5～100nm之間選取，既可防止膜層過薄(小于5nm)無法阻止聚合物的滲透，導(dǎo)致不能很好地實現(xiàn)聚合物和石墨烯的隔離；也能防止厚度過大(大于100nm)導(dǎo)致材料的浪費及導(dǎo)致沉積反應(yīng)時間過長，從而影響整個工藝的進度。

在其他實施方式中，所述犧牲層薄膜3的材料也可在氧化鎂或其他氧化物中選取。

S300：將石墨烯-犧牲層薄膜從生長基底1轉(zhuǎn)移到目標(biāo)基板5上，參見圖2。

作為一種優(yōu)選方式，所述目標(biāo)基板5采用玻璃基板或玻璃/PI、玻璃/PET等玻璃/柔性襯底復(fù)合基板，以使得其具有足夠的透明度。

該轉(zhuǎn)移過程采用PMMA法、膠帶釋放法、卷對平法等石墨烯轉(zhuǎn)移方法的一種。由于上述轉(zhuǎn)移工藝為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知，在此不再贅述。

S400：對石墨烯-犧牲層薄膜進行圖案化處理并去除所述犧牲層，形成圖案化的石墨烯電極。參見圖3，圖3為本實施方式中石墨烯圖案化的工藝流程圖。

具體地，上述石墨烯圖案化過程進一步依序包括如下步驟：

S401：在犧牲層薄膜3上涂布光刻膠4并依序進行曝光、光刻膠顯影；

S402：對犧牲層薄膜3進行蝕刻；

S403：剝離所述光刻膠4；

S404：對石墨烯薄膜2進行干刻工序；

S405：濕刻所述犧牲層薄膜3以去除犧牲層，進而獲得圖案化的石墨烯電極。

在本實施方式中，對犧牲層薄膜3的蝕刻工藝優(yōu)選為干刻，以保證圖案在犧牲層薄膜3上的完整度，進而保證石墨烯圖案的完整度。

在其他實施方式中，也可對所述犧牲層薄膜3進行濕刻。如前所述，犧牲層薄膜優(yōu)選為氧化鋁薄膜。因而，用于濕刻犧牲層薄膜3的所述刻蝕液可以是鹽酸、磷酸和其他中強酸的一種或多種。此外，根據(jù)金屬氧化物的不同，也可采用強堿作為刻蝕液使用。應(yīng)當(dāng)注意的是，需要嚴(yán)格控制濕刻的時間，以免造成犧牲層薄膜3的過蝕現(xiàn)象。

需要注意的是，由于氫氟酸會腐蝕作為目標(biāo)基板5的玻璃，在此不建議使用其作為犧牲層薄膜3的刻蝕液，或者由技術(shù)人員根據(jù)實際需要慎用，譬如降低其濃度使用且嚴(yán)格控制反應(yīng)的時間，或者在刻蝕液不會直接接觸玻璃材料時使用。

本發(fā)明的石墨烯電極的圖案化過程與傳統(tǒng)的工藝類似，都需要經(jīng)過曝光、顯影、光刻膠的剝離、石墨烯的干刻。其不同在于在石墨烯表面上覆蓋一層氧化鋁薄膜，而后在后續(xù)的工序中將其作為犧牲層去除，保證了圖案化過程中，聚合物不直接與石墨烯接觸，從而避免了圖案化工藝完成后聚合物在石墨烯表面的殘留，保證石墨烯電極具有良好的光電特性。此外，犧牲層薄膜3材料為氧化鋁(或其他金屬氧化物)，在濕刻過程中無氣體生成，不會破壞下方的石墨烯薄膜2。

另一方面，本發(fā)明還提供了一種石墨烯電極，其采用上述石墨烯電極的制備工藝制得。也即是說，所述石墨烯電極由生長于生長基底上的石墨烯薄膜2，依次經(jīng)過犧牲層薄膜3的沉積、石墨烯-犧牲層薄膜的轉(zhuǎn)移、光刻膠在犧牲層薄膜3表面上的涂布及顯影、犧牲層薄膜的蝕刻、光刻膠的剝離、石墨烯干刻、犧牲層薄膜的去除(即濕刻)等工序制得。由于制備過程中，采用犧牲層薄膜避免了轉(zhuǎn)移工藝和圖案化過程中石墨烯與聚合物接觸，杜絕了聚合物在石墨烯表面的殘留，從而使得該石墨烯電極具有良好的光電特性，可廣泛應(yīng)用于電子器件，特別是柔性器件中，以降低電子器件的成本。

作為一種應(yīng)用，本發(fā)明還提供了一種顯示面板，包括柔性透明導(dǎo)電電極，其采用上述石墨烯電極。由于本發(fā)明的石墨烯電極具有極高的透過率和優(yōu)異的彎折性能，使得該顯示面板具有良好的光電特性及可彎折性能。

以上所述僅是本發(fā)明的部分實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。