本發(fā)明屬于液晶顯示技術(shù)領(lǐng)域，具體地講，涉及一種新型的石墨烯發(fā)光顯示器件及其制備方法。

背景技術(shù)：

隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和人們對(duì)生活要求不斷提高，石墨烯具有質(zhì)地堅(jiān)硬，透明高(穿透率≈97.7％)，導(dǎo)熱系數(shù)高(達(dá)5300w/m·k)，電子遷移率高(超過(guò)15000cm²/v·s)等優(yōu)良特性，近年來(lái)在顯示器上的應(yīng)用，逐漸增多，尤其是在觸摸屏的應(yīng)用(作為替代傳統(tǒng)透明導(dǎo)電薄膜ito)和在led方面的應(yīng)用。

近年來(lái)由于石墨烯發(fā)光元件的出現(xiàn)，使石墨烯在顯示領(lǐng)域的應(yīng)用得以擴(kuò)展。采用石墨烯材料制作的可通過(guò)柵極電壓調(diào)節(jié)石墨烯發(fā)光晶體管發(fā)光顏色。

但是，目前應(yīng)用石墨烯制備柔性顯示器件的制程和工藝繁復(fù)，造成成本高昂，亟待簡(jiǎn)化制備工藝以降低成本。

例如，利用氧化石墨烯經(jīng)過(guò)光照后可以轉(zhuǎn)化為還原石墨烯，具有能夠作為源極、漏極的導(dǎo)電特征；而調(diào)整光照工藝參數(shù)后，氧化石墨烯可以部分轉(zhuǎn)化為還原石墨烯，而具有半導(dǎo)體的特征。而沒(méi)有光輻照的氧化石墨烯具有絕緣體的特征，又可被用作絕緣層的制備。但是，由于需要不同圖形的掩膜版以及不同的光輻照參數(shù)，而使得這些工藝步驟均需要一個(gè)一個(gè)獨(dú)立進(jìn)行，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種石墨烯發(fā)光顯示器的制備方法，包括如下步驟：

在形成有薄膜晶體管的基板表面，制備氧化石墨烯薄膜；

在形成有薄膜晶體管的基板表面，將氧化石墨烯分散液涂布均勻，形成氧化石墨烯薄膜；

提供一光掩膜版與所述氧化石墨烯薄膜對(duì)應(yīng)，使光通過(guò)所述光掩膜版輻射到所述氧化石墨烯薄膜上，形成石墨烯發(fā)光晶體管的源極、漏極和石墨烯量子點(diǎn)層；

在形成石墨烯發(fā)光晶體管的基板表面依次形成絕緣層和隔水隔氧層；

其中，所述光掩膜版包括：

全透明部，其對(duì)應(yīng)于所述源極、漏極所在區(qū)域；

遮光部，其對(duì)應(yīng)于所述薄膜晶體管所在區(qū)域；

半透明部，其對(duì)應(yīng)于所述石墨烯量子點(diǎn)層的所在區(qū)域。

其中，所述光為藍(lán)色光。

其中，所述光的工作波長(zhǎng)為420～660nm。

其中，所述石墨烯柵極的材質(zhì)為鉬鋁合金、鋁銀合金、銅鉬鋁合金中的一種。

本發(fā)明還提供這種石墨發(fā)光烯顯示器，包括：設(shè)置在基板上的若干個(gè)子像素單元，每個(gè)子像素單元包括：形成在基板上的驅(qū)動(dòng)模塊、開(kāi)關(guān)模塊和柵極，以及，形成在所述柵極上的柵極絕緣層、形成在所述柵極絕緣層上的源極、漏極以及連接于所述源極、漏極之間的石墨烯量子點(diǎn)層；所述開(kāi)關(guān)模塊與所述源極電連接，所述驅(qū)動(dòng)模塊與所述柵極電連接。

其中，所述驅(qū)動(dòng)模塊使所述柵極至少具有三種電壓模式，包括：

第一電壓模式，使所述石墨烯量子點(diǎn)層發(fā)出紅色光；

第二電壓模式，使所述石墨烯量子點(diǎn)層發(fā)出綠色光；

第三電壓模式，使所述石墨烯量子點(diǎn)層發(fā)出藍(lán)色光。

其中，

當(dāng)所述柵極處于所述第一電壓模式，工作電壓范圍為0～12v；

當(dāng)所述柵極處于所述第二電壓模式，工作電壓范圍為20～35v；

當(dāng)所述柵極處于所述第三電壓模式，工作電壓范圍為40～50v。

其中，所述石墨烯柵極的材質(zhì)為鉬鋁合金、鋁銀合金、銅鉬鋁合金中的一種。

其中，還包括形成在所述石墨烯量子點(diǎn)層上的絕緣層、隔水隔氧層。

有益效果：

本發(fā)明利用石墨烯發(fā)光晶體管設(shè)計(jì)了主動(dòng)陣列驅(qū)動(dòng)的石墨烯發(fā)光顯示器，可實(shí)現(xiàn)石墨烯發(fā)光顯示器大面積高亮度顯示的目的。相比傳統(tǒng)的amoled(有源矩陣有機(jī)發(fā)光二極體或主動(dòng)矩陣有機(jī)發(fā)光二極體)，該顯示器無(wú)需彩色濾光片，rgb發(fā)光層材料相同，節(jié)省光掩膜版制程，減少產(chǎn)線設(shè)備投入，且發(fā)光材料價(jià)格便宜易得，具有成本優(yōu)勢(shì)。

進(jìn)一步地，一方面該主動(dòng)陣列石墨烯發(fā)光顯示器，和頂發(fā)光amoled一樣，發(fā)光區(qū)域具有很高的開(kāi)口率，提升了亮度，降低了驅(qū)動(dòng)功；另一方面，和傳統(tǒng)的amoled相比，由于無(wú)需特別制備上電極，石墨烯發(fā)光晶體管的源漏極采用相同的電極材料，制備工藝一道光掩膜版即可成型，而且石墨烯晶體管的柵極和tft的柵極也可采用相同的材料和制程，所以相比傳統(tǒng)的amoled頂發(fā)光顯示器，在電極制備上減少了一道，簡(jiǎn)化了工藝。

附圖說(shuō)明

通過(guò)結(jié)合附圖進(jìn)行的以下描述，本發(fā)明的實(shí)施例的上述和其它方面、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將變得更加清楚，附圖中：

圖1為本發(fā)明實(shí)施例的石墨烯發(fā)光顯示器件的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例的石墨烯發(fā)光顯示器件的制備流程圖。

圖3為本發(fā)明實(shí)施例的石墨烯發(fā)光顯示器件在制備流程使用光掩膜版的示意圖。

具體實(shí)施方式

以下，將參照附圖來(lái)詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例。然而，可以以許多不同的形式來(lái)實(shí)施本發(fā)明，并且本發(fā)明不應(yīng)該被解釋為限制于這里闡述的具體實(shí)施例。相反，提供這些實(shí)施例是為了解釋本發(fā)明的原理及其實(shí)際應(yīng)用，從而使本領(lǐng)域的其他技術(shù)人員能夠理解本發(fā)明的各種實(shí)施例和適合于特定預(yù)期應(yīng)用的各種修改。

本發(fā)明提供一種石墨烯發(fā)光顯示器的制備方法，利用氧化石墨烯在不同光照時(shí)間下還原程度的不同的性質(zhì)，使得發(fā)光器件的源極、漏極和石墨烯量子點(diǎn)層通過(guò)一次光掩膜版即可制備出來(lái)。

如圖1所述，本發(fā)明的石墨烯發(fā)光顯示器200，包括：設(shè)置在基板10上的若干個(gè)子像素單元100，每個(gè)子像素單元100包括：形成在基板10上的驅(qū)動(dòng)模塊(視角所限，未示出)、開(kāi)關(guān)模塊20和柵極11，以及，形成在所述柵極11上的柵極絕緣層12、形成在所述柵極絕緣層12的源極14、漏極15以及連接于所述源極14、漏極15之間的石墨烯量子點(diǎn)層16；所述開(kāi)關(guān)模塊20與所述源極14電連接，所述驅(qū)動(dòng)模塊與所述柵極11電連接。

還包括形成在所述石墨烯量子點(diǎn)層16上的絕緣層17、隔水隔氧層18。

所述驅(qū)動(dòng)模塊、開(kāi)關(guān)模塊屬于薄膜晶體管(tft)陣列，用于為所述子像素單元提供驅(qū)動(dòng)電壓以及控制每個(gè)子像素單元與電源的通斷。

具體地，石墨烯發(fā)光晶體管器件的結(jié)構(gòu)包括：柵極11、形成在所述柵極11表面的柵極絕緣層12；形成在所述柵極絕緣層12上的源極14、漏極15，以及設(shè)置在所述源極14、漏極15之間的石墨烯量子點(diǎn)層16。其中，本發(fā)明的石墨烯發(fā)光晶體管為頂出光器件，為確保高出光率，柵極材料選自鉬鋁合金、鋁銀合金、銅鉬鋁合金中的一種，該柵極具有較高的反光特性，其對(duì)可見(jiàn)光的放射率大于80％，使得形成的石墨烯發(fā)光晶體管具有高出光率。

每一行的子像素單元的柵極相互進(jìn)行電器連接，利用石墨烯發(fā)光晶體管能根據(jù)柵電壓進(jìn)行發(fā)光顏色調(diào)整的特性，石墨烯發(fā)光晶體管的每一行的發(fā)光顏色可由每一行的對(duì)應(yīng)的柵極電壓進(jìn)行控制。該行的柵極電壓由驅(qū)動(dòng)模塊提供，使得柵極能夠至少具有三種電壓模式。

例如，

當(dāng)柵極處于第一電壓模式，此時(shí)工作電壓為低電壓，工作電壓范圍為0～12v。在該低電壓驅(qū)動(dòng)下，整行的子像素單元中所述石墨烯量子點(diǎn)層均發(fā)出紅色光r。

當(dāng)柵極處于第二電壓模式，此時(shí)工作電壓為中間電壓，工作電壓范圍為20～35v。在該中間電壓驅(qū)動(dòng)下，整行的子像素單元中所述石墨烯量子點(diǎn)層均發(fā)出綠色光(圖中未示出)。

當(dāng)柵極處于第三電壓模式，此時(shí)工作電壓為高電壓，工作電壓范圍為40～50v。在該高電壓驅(qū)動(dòng)下，整行的子像素單元中所述石墨烯量子點(diǎn)層均發(fā)出藍(lán)色光b。

下面，介紹這種石墨發(fā)光烯顯示器的制備步驟。

在這種石墨烯發(fā)光晶體管的制備工藝中，源極、漏極和石墨烯量子點(diǎn)層均由石墨烯薄膜發(fā)展而來(lái)。但實(shí)際上由于源極、漏極和石墨烯量子點(diǎn)層所承擔(dān)的作用不同、形狀結(jié)構(gòu)不同，工藝制備步驟也被分配到獨(dú)立的步驟中進(jìn)行。即，還原氧化石墨烯源極、漏極圖案制備和半導(dǎo)體石墨烯量子點(diǎn)圖案化制備的步驟是相互獨(dú)立的兩個(gè)制備步驟。

結(jié)合圖2所示，在本發(fā)明的石墨烯發(fā)光顯示器的制備方法中，利用包括如下步驟：

步驟s1：在基板上利用真空熱蒸鍍的方法，制備tft陣列，以及石墨烯發(fā)光器件中的柵極11、柵極絕緣層12，獲得tft陣列基板。本發(fā)明石墨烯發(fā)光晶體管的柵極和tft的柵極也可采用相同的材料和制程，進(jìn)一步簡(jiǎn)化工藝。

步驟s2：采用涂布的方式，例如，包括旋涂，噴涂，絲網(wǎng)印刷等，將氧化石墨烯分散液涂布均勻在tft陣列基板表面、形成氧化石墨烯薄膜20。

步驟s3：結(jié)合圖3所示，本實(shí)施例提供一與所述氧化石墨烯薄膜對(duì)應(yīng)的光掩膜版30，過(guò)在惰性氣體氛圍下用高密度藍(lán)光透過(guò)光掩膜版照射下方的氧化石墨烯，從而實(shí)現(xiàn)了還原氧化石墨烯源漏極及半導(dǎo)體量子點(diǎn)圖案制備，使之獲得不同的功能。例如，本實(shí)施例的光采用工作波長(zhǎng)為420～660nm波段的藍(lán)色光。所述光掩膜版30包括：為包括全透光部31、遮光部32和半透明部33，用于使光能夠透射到不同的部位。

其中，再結(jié)合圖1所示，全透光部31對(duì)應(yīng)于預(yù)設(shè)為石墨烯發(fā)光晶體管上的源極14、漏極15所在區(qū)域。全透光部能夠讓光線(例如，紫外線)完全透過(guò)并到達(dá)氧化石墨烯薄膜上，將該區(qū)域的氧化石墨烯薄膜完全還原為石墨烯，形成石墨烯源極、石墨烯漏極。還原后的石墨洗能夠具有良好的導(dǎo)熱導(dǎo)電性能，是作為導(dǎo)電電極的良好材料。

進(jìn)一步地，遮光部32對(duì)應(yīng)于預(yù)設(shè)為石墨烯發(fā)光晶體管上的tft器件所在區(qū)域。tft器件對(duì)光敏感，光照容易破環(huán)其性能，光掩膜版遮光部不會(huì)輻照到對(duì)應(yīng)的氧化石墨烯，保留其良好的絕緣特性對(duì)tft器件保護(hù)；

而所述半透明部33的透光率例如可以是所述全透明部的30～70％，用于對(duì)應(yīng)預(yù)設(shè)為石墨烯發(fā)光晶體管上的石墨烯量子點(diǎn)層16所在區(qū)域。氧化石墨烯薄膜受到光照輻射一定時(shí)間后能逐漸還原為石墨烯?？刂乒庹諒?qiáng)度和時(shí)長(zhǎng)，可以控制氧化石墨烯還原程度，以獲得石墨烯量子點(diǎn)層的最優(yōu)性能。一般地，光照強(qiáng)度受石墨烯源電極控制；素點(diǎn)亮?xí)r間受刷屏頻率影響，對(duì)于一般顯示器都滿足刷屏率60hz或120hz。故此，半透明部是能夠讓光部分透過(guò)達(dá)到需要設(shè)置為石墨烯量子點(diǎn)層的位置，使得氧化石墨烯薄膜部分還原。

綜上所述，光照射的到光掩膜版后，遮光部區(qū)域下的氧化石墨烯未經(jīng)光照射而呈現(xiàn)絕緣體屬性；半透明部區(qū)域下的氧化石墨烯受到的光照射強(qiáng)度減弱而部分還原、呈現(xiàn)半導(dǎo)體屬性，全透明部對(duì)應(yīng)區(qū)域?yàn)槭┝孔狱c(diǎn)；光照射的到光掩膜版后，透明區(qū)域下是氧化石墨烯經(jīng)光照射而轉(zhuǎn)化為還原石墨烯呈現(xiàn)導(dǎo)電屬性，對(duì)應(yīng)區(qū)域?yàn)樵礃O漏極電極區(qū)。

步驟s4：完成源極、漏極和石墨烯量子點(diǎn)制備后，獲得圖案化的顯示器件。在所述石墨烯發(fā)光晶體管表面依次形成絕緣層、隔水隔氧層，完成顯示器件的封裝，獲得石墨烯發(fā)光顯示器的制備。

雖然已經(jīng)參照特定實(shí)施例示出并描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解：在不脫離由權(quán)利要求及其等同物限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可在此進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)上的各種變化。