[发明专利]石墨烯图案及其形成方法、显示基板制备方法及显示装置

说明书

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种石墨烯图案及其形成方法、显示基板制备方法及显示装置。

背景技术

石墨烯(Graphene)是一种仅有一个碳原子厚度的二维材料，其具有由碳原子以sp2杂化轨道组成的六角型蜂巢状晶格结构。由于石墨烯独特的晶格结构，其拥有较硅(Si)高100倍的电子迁移率、较铜(Cu)高100倍的电流密度，不仅可作为现有导电材料更优的替代材料，还可应用于薄膜晶体管等电子元件中，因此备受广泛的瞩目。

由于石墨烯结构较为脆弱，容易受到图案化工艺中光刻胶及显影液的污染，使其性能受到影响，因此，现有技术对石墨烯进行图案化的方法主要是采用激光直写技术，即利用激光光斑的高能量对石墨烯进行照射烧灼，以使特定区域转化为气态的二氧化碳而去除，以获得需要的图案。

然而，受限于激光设备以及激光光斑的限制(光斑的直径无法制作的非常微小)，采用激光直写技术获得的石墨烯图案的线宽(图案的最小尺寸)无法做到20μm以下，因此对石墨烯难以进行更为精细化的构图，无法满足目前电子制备领域图案精细化的发展要求；此外，激光直写技术还存在激光照射工艺处理时间长，生产效率低、不适用于大批量生产的缺点。

发明内容

鉴于此，为解决现有技术的问题，本发明的实施例提供一种石墨烯图案及其形成方法、显示基板制备方法及显示装置，该石墨烯图案的形成方法对石墨烯的图案化过程不采用激光直写技术，不受限于激光设备的限定，可获得更精细的图案线宽；且工艺处理时间短，生产效率高、适用于大批量生产。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一方面、本发明实施例提供了一种石墨烯图案的形成方法，所述 方法包括：在基底层上形成图案层；其中，所述图案层的图案与待形成的石墨烯图案相一致；采用化学成膜法，形成位于所述图案层上方且覆盖所述基底层的石墨烯膜层；其中，所述石墨烯膜层的厚度小于所述图案层的厚度；将包括有所述基底层、所述图案层以及所述石墨烯膜层的层级结构与目标衬底层相贴合，形成复合层；其中，所述目标衬底层与所述石墨烯膜层覆盖所述图案层的第一部分相接触，所述目标衬底层与所述石墨烯膜层的其他部分不接触；将所述复合层浸泡在刻蚀液中以去除所述图案层，形成与所述基底层以及所述其他部分相分离的贴合在所述目标衬底层表面的石墨烯图案。

可选的，所述在基底层上形成图案层，包括：采用构图工艺，在氧化硅基底层上形成金属图案层；其中，构成所述金属图案层的金属元素包括：Cu、Fe、Ni、Co、Ru、Au、Ag中的至少一种。

优选的，所述刻蚀液为酸性刻蚀液。

进一步优选的，所述酸性刻蚀液包括：硝酸、硫酸、磷酸、盐酸以及乙酸中的至少一种。

可选的，在所述采用化学成膜法，形成覆盖所述图案层与所述暴露区的石墨烯膜层的步骤之前，所述方法还包括：对氧化硅基底层待覆盖石墨烯膜层的一侧表面进行氢化处理，以使氢原子与所述氧化硅基底层表面上的至少部分硅悬挂键相结合。

可选的，所述化学成膜法包括：化学气相沉积法、碳化硅热解外延生长法以及化学氧化还原法中的任一种。

可选的，采用热压法，将包括有所述基底层、所述图案层以及所述石墨烯膜层的层级结构与目标衬底层相贴合，形成复合层；其中，所述目标衬底层采用柔性材料构成。

优选的，所述柔性材料包括：聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚酰亚胺以及聚醚砜树脂中的至少一种。

进一步的，本发明实施例还提供了一种石墨烯图案，所述石墨烯图案采用上述任一项所述的方法形成。

另一方面、本发明实施例还提供了一种显示基板制备方法，所述制备方法包括形成导电图案的步骤；所述导电图案为采用上述任一项 所述的方法形成的石墨烯图案。

再一方面、本发明实施例还提供了一种显示装置，所述显示装置包括采用上述所述的方法形成的显示基板。

基于此，采用本发明实施例提供的上述石墨烯图案的形成方法，由于图案层的图案化的过程不受到激光设备及光斑直径的限定，其图案线宽可以制作地更为精细，因此最终获得的石墨烯图案也具有更精细的图案线宽，满足目前电子制备领域图案精细化的发展要求；并且，由于对石墨烯膜层不需要进行构图工艺即可形成特定的图案，工艺处理时间短，生产效率高、适用于大批量生产。

附图说明