图案化石墨烯薄膜及阵列基板的制作方法、阵列基板的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及液晶显示技术领域，尤其涉及一种图案化石墨烯薄膜、阵列基板的制作方法、阵列基板。
【背景技术】
[0002]石墨烯是一种由单层碳原子紧密堆积成二维蜂窝状结构的碳质新材料，具有优良的透光性、导热性、化学稳定性，以及目前已知最低的室温电阻率。石墨烯的室温本征电子迁移率可达 200000cm2/Vs，是硅 Si (1400cm2/Vs)的 140 倍，砷化镓 GaAs (8500cm2/Vs)的20倍，氮化镓GaN (2000cm2/Vs)的100倍。而石墨烯在室温下的电阻值却只有Cu的2/3，石墨烯还可耐受I亿?2亿A/cm2的电流密度，这是Cu耐受量的100倍左右。因此，石墨烯在半导体领域具备很好的行业发展前景。
[0003]现有阵列基板的制备过程中，已将石墨烯制备成半导体有源层，但是会导致TFT开关失效，且制备过程中需要1000°c以上的高温，条件很苛刻；有的制备工艺还提到用石墨稀代替钢锡氧化物(ΙΤ0)材料制备像素电极等，但并未提及如何在基板上制备出石墨稀薄膜。可见，由于石墨烯制备条件非常苛刻，如何大面积均匀地将石墨烯薄膜沉积在基板上，一直是制约其应用的技术难题。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种图案化石墨烯薄膜、阵列基板的制作方法、阵列基板，可减小数据线的线宽，提高开口率和分辨率。
[0005]为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的:
[0006]一种图案化石墨烯薄膜的制作方法，该方法包括:
[0007]首先，在基板上形成一层石墨烯，并在所述石墨烯上涂布感光材料；
[0008]之后，采用构图工艺使需要形成石墨烯薄膜图形区域的感光材料被去除；
[0009]然后，将已去除感光材料后裸露的石墨烯氧化成氧化石墨烯层；
[0010]然后，对整个基板进行超声波清洗，除去基板上未被氧化的石墨烯和该未被氧化的石墨烯上的感光材料；
[0011]最后，将氧化石墨烯层还原成石墨烯层，得到所述石墨烯薄膜。
[0012]具体地，所述石墨烯的形成方法包括:
[0013]采用两个石墨电极真空蒸镀的方法在基板上形成厚度为10nm的石墨烯，所述真空度为10_5Torr,两个石墨电极相对放置,一个为尖状电极,一个为斜面电极,所述尖状电极的尖端正对于所述斜面电极的中心区域，两电极平行基板放置、且位于基板上方，石墨电极中通过的电流为10安。
[0014]具体地，所述将石墨烯氧化成氧化石墨烯层的方法，包括:
[0015]采用强氧化剂对整个基板进行喷淋，将裸露的石墨烯氧化成氧化石墨烯层。
[0016]具体地，所述将氧化石墨烯层还原成石墨烯层的方法，包括:采用还原性溶液将氧化石墨烯层还原成石墨烯层。
[0017]一种阵列基板的制作方法，包括:在基板上形成的信号线，所述信号线采用上述图案化石墨烯薄膜的方法形成。
[0018]具体地，所述信号线的形成方法，具体包括:
[0019]在基板上形成一层石墨稀，并在所述石墨稀上涂布感光材料；
[0020]通过构图工艺去除需要形成所述信号线的图形区域的感光材料；
[0021]将已去除感光材料后裸露的所述信号线的图形区域的石墨烯氧化成氧化石墨烯层；
[0022]对整个基板进行超声波清洗之后，将所述氧化石墨烯层还原为石墨烯层，形成所述信号线。
[0023]具体地，所述将信号线的图形区域的石墨烯氧化成氧化石墨烯层，包括:
[0024]采用强氧化剂对基板进行喷淋，将所述裸露的信号线的图形区域的石墨烯氧化成氧化石墨烯层。
[0025]具体地，所述信号线为栅极、栅线或数据线。
[0026]一种阵列基板，包括:信号线，所述信号线由上述所述阵列基板的制作方法形成。
[0027]具体地，所述信号线为栅线或数据线。
[0028]本发明提供的图案化石墨烯薄膜、阵列基板的制作方法、阵列基板，制作石墨烯薄膜时，在基板上形成一层石墨烯，并在所述石墨烯上涂布感光材料；采用构图工艺使需要形成石墨烯薄膜图形区域的感光材料被去除；将已去除感光材料后裸露的石墨烯氧化成氧化石墨烯层；对整个基板进行超声波清洗，除去基板上未被氧化的石墨烯和该未被氧化的石墨烯上的感光材料；将氧化石墨烯层还原成石墨烯层，得到所述石墨烯薄膜。由于石墨烯的电子迁移率远高于金属，因此，如采用本发明的方法可在保证负载的条件下，获得更小的数据线的线宽，进而提高开口率，也适用于高分辨率的产品。
【附图说明】
[0029]图1为本发明实施例一所述阵列基板的制作方法流程图；
[0030]图2为本发明实施例一所述半导体有源层形成后的基板的平面图和TFT区域平行栅线方向的剖视图；
[0031]图3为本发明实施例一在基板上形成石墨烯后的平面图和TFT区域平行栅线方向的剖视图；
[0032]图4为本发明实施例一基板上涂布的光刻胶经构图之后的平面图和TFT区域平行栅线方向的剖视图；
[0033]图5为本发明实施例一所述源极、漏极和数据线对应区域的石墨被氧化后基板的平面图和TFT区域平行栅线方向的剖视图；
[0034]图6为图5中所述基板经超声波清洗后的平面图和TFT区域平行栅线方向的剖视图；
[0035]图7为图6中所述基板经还原性溶液处理后的平面图和TFT区域平行栅线方向的首丨J视图;
[0036]图8为本发明另一实施例所述经氧化石墨烯溶液喷淋并烘干后的基板平面图和TFT区域平行栅线方向的剖视图；
[0037]图9为图8所述基板上氧化石墨烯还原后的平面图和TFT区域平行栅线方向的剖视图。
[0038]附图标记说明:
[0039]I基板；2栅极；3栅线；4栅绝缘层；5a_Si半导体层；6欧姆接触层；7石墨烯；8光刻胶；9氧化石墨烯层；10源极；11漏极；12数据线。
【具体实施方式】
[0040]下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。
[0041]本发明实施例提供了一种图案化石墨烯薄膜的制作方法，该方法包括:
[0042]首先，在基板上形成一层石墨烯，并在所述石墨烯上涂布感光材料；
[0043]之后，采用构图工艺使需要形成石墨烯薄膜图形区域的感光材料被去除；
[0044]然后，将已去除感光材料后裸露的石墨烯氧化成氧化石墨烯层，其中，感光材料可以为光刻胶；
[0045]然后，对整个基板进行超声波清洗，除去基板上未被氧化的石墨烯和该未被氧化的石墨烯上的感光材料；
[0046]最后，将氧化石墨烯层还原成石墨烯层，得到所述石墨烯薄膜。
[0047]优选的，所述石墨烯的形成方法包括:
[0048]采用两个石墨电极真空蒸镀的方法在基板上形成厚度为10nm的石墨烯，所述真空度为KT5Torr,两个石墨电极相对放置,一个为尖状电极,一个为斜面电极,所述尖状电极的尖端正对于所述斜面电极的中心区域，两电极平行基板放置、且位于基板上方，石墨电极中通过的电流为10安。
[0049]优选的，所述将石墨烯氧化成氧化石墨烯层的方法，包括:
[0050]采用强氧化剂对整个基板进行喷淋，将裸露的石墨烯氧化成氧化石墨烯层。
[0051]优选的，所述将氧化石墨烯层还原成石墨烯层的方法，包括:采用还原性溶液将氧化石墨烯层还原成石墨烯层。
[0052]本发明实施例提供的图案化石墨烯薄膜的制备方法明确，可行性高，由于石墨烯的优良性能，可以将其应用到金属线或金属薄膜的制备中。
[0053]本发明实施例所述图案化石墨烯薄膜的制作方法可有多种应用，例如应用到阵列基板的制备过程中，如:阵列基板中的信号线由石墨烯形成，所述信号线可以为栅线、数据线、公共电极线等金属线，所述石墨烯是由氧化石墨烯经还原所得，制备所得的阵列基板可减小信号线的线宽，提高开口率和分辨率。
[0054]需要说明的是，本发明实施例不仅适用于TN型阵列基板、还适用于其他类型的阵列基板，例如:高级超维场转换技术(Advanced Super Dimens1n Switch,ADS)型或平面转换(In-Plane Switching, IPS)型阵列基板，下面的实施例均以TN型阵列基板为例进行阐述。
[0055]图1为本发明实施例一所述阵列基板的制作方法流程图，以TN型阵列基板为例，阵列基板中的信号线都可以采用下述制备方法，所述信号线可以为栅线、数据线或公共电极线等，图1仅以制备源极、漏极和数据线为例进行说明，具体包括如下步骤:
[0056]步骤101:在基板上形成栅金属层薄膜，通过构图工艺形成栅线和栅极；
[0057]具体为:在基板I上利用磁控溅射工艺沉积一层栅金属层薄膜，金属材料通常可以为钥、铝、铜、铬或其合金等金属，也可使用上述材料薄膜的组合结构。然后，采用掩膜版通过曝光、显影、刻蚀、剥离的构图工艺处理，在基板I上形成多条平行的栅线3和与所述栅线相连的栅极2，如图2所示。
[0058]步骤102:在形成有栅线和栅极的基板上形成栅绝缘层薄膜、半导体有源层薄膜，通过构图工艺形成栅绝缘层和半导体有源层；
[0059]具体为:利用等离子体增强化学气相沉积法在栅极2、栅线3上沉积栅绝缘层薄膜，形成覆盖整个基板的栅绝缘层4，其材料通常为氮化硅，也可为氧化硅和氮氧化硅等。然后，在栅绝缘层4上沉积半导体有源层薄膜，并采用掩膜版通过曝光、显影、刻蚀、剥离的构图工艺处理形成半导体有源层，所述半导体有源层包括由α -Si半导体层5和由η+α -Si