圖案化石墨烯薄膜及陣列基板的制作方法、陣列基板的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及液晶顯示技術領域，尤其涉及一種圖案化石墨烯薄膜、陣列基板的制作方法、陣列基板。
【背景技術】
[0002]石墨烯是一種由單層碳原子緊密堆積成二維蜂窩狀結構的碳質新材料，具有優(yōu)良的透光性、導熱性、化學穩(wěn)定性，以及目前已知最低的室溫電阻率。石墨烯的室溫本征電子遷移率可達 200000cm2/Vs，是硅 Si (1400cm2/Vs)的 140 倍，砷化鎵 GaAs (8500cm2/Vs)的20倍，氮化鎵GaN (2000cm2/Vs)的100倍。而石墨烯在室溫下的電阻值卻只有Cu的2/3，石墨烯還可耐受I億?2億A/cm2的電流密度，這是Cu耐受量的100倍左右。因此，石墨烯在半導體領域具備很好的行業(yè)發(fā)展前景。
[0003]現(xiàn)有陣列基板的制備過程中，已將石墨烯制備成半導體有源層，但是會導致TFT開關失效，且制備過程中需要1000°c以上的高溫，條件很苛刻；有的制備工藝還提到用石墨稀代替鋼錫氧化物(ΙΤ0)材料制備像素電極等，但并未提及如何在基板上制備出石墨稀薄膜。可見，由于石墨烯制備條件非常苛刻，如何大面積均勻地將石墨烯薄膜沉積在基板上，一直是制約其應用的技術難題。

【發(fā)明內容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種圖案化石墨烯薄膜、陣列基板的制作方法、陣列基板，可減小數(shù)據線的線寬，提高開口率和分辨率。
[0005]為達到上述目的，本發(fā)明的技術方案是這樣實現(xiàn)的:
[0006]一種圖案化石墨烯薄膜的制作方法，該方法包括:
[0007]首先，在基板上形成一層石墨烯，并在所述石墨烯上涂布感光材料；
[0008]之后，采用構圖工藝使需要形成石墨烯薄膜圖形區(qū)域的感光材料被去除；
[0009]然后，將已去除感光材料后裸露的石墨烯氧化成氧化石墨烯層；
[0010]然后，對整個基板進行超聲波清洗，除去基板上未被氧化的石墨烯和該未被氧化的石墨烯上的感光材料；
[0011]最后，將氧化石墨烯層還原成石墨烯層，得到所述石墨烯薄膜。
[0012]具體地，所述石墨烯的形成方法包括:
[0013]采用兩個石墨電極真空蒸鍍的方法在基板上形成厚度為10nm的石墨烯，所述真空度為10_5Torr,兩個石墨電極相對放置,一個為尖狀電極,一個為斜面電極,所述尖狀電極的尖端正對于所述斜面電極的中心區(qū)域，兩電極平行基板放置、且位于基板上方，石墨電極中通過的電流為10安。
[0014]具體地，所述將石墨烯氧化成氧化石墨烯層的方法，包括:
[0015]采用強氧化劑對整個基板進行噴淋，將裸露的石墨烯氧化成氧化石墨烯層。
[0016]具體地，所述將氧化石墨烯層還原成石墨烯層的方法，包括:采用還原性溶液將氧化石墨烯層還原成石墨烯層。
[0017]一種陣列基板的制作方法，包括:在基板上形成的信號線，所述信號線采用上述圖案化石墨烯薄膜的方法形成。
[0018]具體地，所述信號線的形成方法，具體包括:
[0019]在基板上形成一層石墨稀，并在所述石墨稀上涂布感光材料；
[0020]通過構圖工藝去除需要形成所述信號線的圖形區(qū)域的感光材料；
[0021]將已去除感光材料后裸露的所述信號線的圖形區(qū)域的石墨烯氧化成氧化石墨烯層；
[0022]對整個基板進行超聲波清洗之后，將所述氧化石墨烯層還原為石墨烯層，形成所述信號線。
[0023]具體地，所述將信號線的圖形區(qū)域的石墨烯氧化成氧化石墨烯層，包括:
[0024]采用強氧化劑對基板進行噴淋，將所述裸露的信號線的圖形區(qū)域的石墨烯氧化成氧化石墨烯層。
[0025]具體地，所述信號線為柵極、柵線或數(shù)據線。
[0026]一種陣列基板，包括:信號線，所述信號線由上述所述陣列基板的制作方法形成。
[0027]具體地，所述信號線為柵線或數(shù)據線。
[0028]本發(fā)明提供的圖案化石墨烯薄膜、陣列基板的制作方法、陣列基板，制作石墨烯薄膜時，在基板上形成一層石墨烯，并在所述石墨烯上涂布感光材料；采用構圖工藝使需要形成石墨烯薄膜圖形區(qū)域的感光材料被去除；將已去除感光材料后裸露的石墨烯氧化成氧化石墨烯層；對整個基板進行超聲波清洗，除去基板上未被氧化的石墨烯和該未被氧化的石墨烯上的感光材料；將氧化石墨烯層還原成石墨烯層，得到所述石墨烯薄膜。由于石墨烯的電子遷移率遠高于金屬，因此，如采用本發(fā)明的方法可在保證負載的條件下，獲得更小的數(shù)據線的線寬，進而提高開口率，也適用于高分辨率的產品。
【附圖說明】
[0029]圖1為本發(fā)明實施例一所述陣列基板的制作方法流程圖；
[0030]圖2為本發(fā)明實施例一所述半導體有源層形成后的基板的平面圖和TFT區(qū)域平行柵線方向的剖視圖；
[0031]圖3為本發(fā)明實施例一在基板上形成石墨烯后的平面圖和TFT區(qū)域平行柵線方向的剖視圖；
[0032]圖4為本發(fā)明實施例一基板上涂布的光刻膠經構圖之后的平面圖和TFT區(qū)域平行柵線方向的剖視圖；
[0033]圖5為本發(fā)明實施例一所述源極、漏極和數(shù)據線對應區(qū)域的石墨被氧化后基板的平面圖和TFT區(qū)域平行柵線方向的剖視圖；
[0034]圖6為圖5中所述基板經超聲波清洗后的平面圖和TFT區(qū)域平行柵線方向的剖視圖；
[0035]圖7為圖6中所述基板經還原性溶液處理后的平面圖和TFT區(qū)域平行柵線方向的首丨J視圖;
[0036]圖8為本發(fā)明另一實施例所述經氧化石墨烯溶液噴淋并烘干后的基板平面圖和TFT區(qū)域平行柵線方向的剖視圖；
[0037]圖9為圖8所述基板上氧化石墨烯還原后的平面圖和TFT區(qū)域平行柵線方向的剖視圖。
[0038]附圖標記說明:
[0039]I基板；2柵極；3柵線；4柵絕緣層；5a_Si半導體層；6歐姆接觸層；7石墨烯；8光刻膠；9氧化石墨烯層；10源極；11漏極；12數(shù)據線。
【具體實施方式】
[0040]下面結合附圖及具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。
[0041]本發(fā)明實施例提供了一種圖案化石墨烯薄膜的制作方法，該方法包括:
[0042]首先，在基板上形成一層石墨烯，并在所述石墨烯上涂布感光材料；
[0043]之后，采用構圖工藝使需要形成石墨烯薄膜圖形區(qū)域的感光材料被去除；
[0044]然后，將已去除感光材料后裸露的石墨烯氧化成氧化石墨烯層，其中，感光材料可以為光刻膠；
[0045]然后，對整個基板進行超聲波清洗，除去基板上未被氧化的石墨烯和該未被氧化的石墨烯上的感光材料；
[0046]最后，將氧化石墨烯層還原成石墨烯層，得到所述石墨烯薄膜。
[0047]優(yōu)選的，所述石墨烯的形成方法包括:
[0048]采用兩個石墨電極真空蒸鍍的方法在基板上形成厚度為10nm的石墨烯，所述真空度為KT5Torr,兩個石墨電極相對放置,一個為尖狀電極,一個為斜面電極,所述尖狀電極的尖端正對于所述斜面電極的中心區(qū)域，兩電極平行基板放置、且位于基板上方，石墨電極中通過的電流為10安。
[0049]優(yōu)選的，所述將石墨烯氧化成氧化石墨烯層的方法，包括:
[0050]采用強氧化劑對整個基板進行噴淋，將裸露的石墨烯氧化成氧化石墨烯層。
[0051]優(yōu)選的，所述將氧化石墨烯層還原成石墨烯層的方法，包括:采用還原性溶液將氧化石墨烯層還原成石墨烯層。
[0052]本發(fā)明實施例提供的圖案化石墨烯薄膜的制備方法明確，可行性高，由于石墨烯的優(yōu)良性能，可以將其應用到金屬線或金屬薄膜的制備中。
[0053]本發(fā)明實施例所述圖案化石墨烯薄膜的制作方法可有多種應用，例如應用到陣列基板的制備過程中，如:陣列基板中的信號線由石墨烯形成，所述信號線可以為柵線、數(shù)據線、公共電極線等金屬線，所述石墨烯是由氧化石墨烯經還原所得，制備所得的陣列基板可減小信號線的線寬，提高開口率和分辨率。
[0054]需要說明的是，本發(fā)明實施例不僅適用于TN型陣列基板、還適用于其他類型的陣列基板，例如:高級超維場轉換技術(Advanced Super Dimens1n Switch,ADS)型或平面轉換(In-Plane Switching, IPS)型陣列基板，下面的實施例均以TN型陣列基板為例進行闡述。
[0055]圖1為本發(fā)明實施例一所述陣列基板的制作方法流程圖，以TN型陣列基板為例，陣列基板中的信號線都可以采用下述制備方法，所述信號線可以為柵線、數(shù)據線或公共電極線等，圖1僅以制備源極、漏極和數(shù)據線為例進行說明，具體包括如下步驟:
[0056]步驟101:在基板上形成柵金屬層薄膜，通過構圖工藝形成柵線和柵極；
[0057]具體為:在基板I上利用磁控濺射工藝沉積一層柵金屬層薄膜，金屬材料通常可以為鑰、鋁、銅、鉻或其合金等金屬，也可使用上述材料薄膜的組合結構。然后，采用掩膜版通過曝光、顯影、刻蝕、剝離的構圖工藝處理，在基板I上形成多條平行的柵線3和與所述柵線相連的柵極2，如圖2所示。
[0058]步驟102:在形成有柵線和柵極的基板上形成柵絕緣層薄膜、半導體有源層薄膜，通過構圖工藝形成柵絕緣層和半導體有源層；
[0059]具體為:利用等離子體增強化學氣相沉積法在柵極2、柵線3上沉積柵絕緣層薄膜，形成覆蓋整個基板的柵絕緣層4，其材料通常為氮化硅，也可為氧化硅和氮氧化硅等。然后，在柵絕緣層4上沉積半導體有源層薄膜，并采用掩膜版通過曝光、顯影、刻蝕、剝離的構圖工藝處理形成半導體有源層，所述半導體有源層包括由α -Si半導體層5和由η+α -Si