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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

文檔序號:8262285閱讀:208來源:國知局
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(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及液晶顯示技術(shù)領(lǐng)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(shù)】
[0002]石墨烯是一種由單層碳原子緊密堆積成二維蜂窩狀結(jié)構(gòu)的碳質(zhì)新材料,具有優(yōu)良的透光性、導(dǎo)熱性、化學(xué)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(dá) 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(dǎo)體領(lǐng)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(dǎo)體有源層,但是會導(dǎo)致TFT開關(guān)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(yīng)用的技術(shù)難題。

【發(fā)明內(nèi)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(jù)線的線寬,提高開口率和分辨率。
[0005]為達(dá)到上述目的,本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)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(gòu)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(jìn)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(qiáng)氧化劑對整個基板進(jìn)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(gòu)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(jìn)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(qiáng)氧化劑對基板進(jìn)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(jù)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(jù)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(gòu)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(jìn)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(yuǎn)高于金屬,因此,如采用本發(fā)明的方法可在保證負(fù)載的條件下,獲得更小的數(shù)據(jù)線的線寬,進(jìn)而提高開口率,也適用于高分辨率的產(chǎn)品。
【附圖說明】
[0029]圖1為本發(fā)明實(shí)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(shí)施例一所述半導(dǎo)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(shí)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(shí)施例一基板上涂布的光刻膠經(jīng)構(gòu)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(shí)施例一所述源極、漏極和數(shù)據(jù)線對應(yīng)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(jīng)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(jīng)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(shí)施例所述經(jīng)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(biāo)記說明:
[0039]I基板;2柵極;3柵線;4柵絕緣層;5a_Si半導(dǎo)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(jù)線。
【具體實(shí)施方式】
[0040]下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0041]本發(fā)明實(shí)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(gòu)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(jìn)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(qiáng)氧化劑對整個基板進(jìn)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(shí)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(yīng)用到金屬線或金屬薄膜的制備中。
[0053]本發(fā)明實(shí)施例所述圖案化石墨烯薄膜的制作方法可有多種應(yīng)用,例如應(yīng)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(jù)線、公共電極線等金屬線,所述石墨烯是由氧化石墨烯經(jīng)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(shí)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(zhuǎn)換技術(shù)(Advanced Super Dimens1n Switch,ADS)型或平面轉(zhuǎn)換(In-Plane Switching, IPS)型陣列基板,下面的實(shí)施例均以TN型陣列基板為例進(jìn)行闡述。
[0055]圖1為本發(fā)明實(shí)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(jù)線或公共電極線等,圖1僅以制備源極、漏極和數(shù)據(jù)線為例進(jìn)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(gòu)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?xùn)沤饘賹颖∧?,金屬材料通??梢詾殍€、鋁、銅、鉻或其合金等金屬,也可使用上述材料薄膜的組合結(jié)構(gòu)。然后,采用掩膜版通過曝光、顯影、刻蝕、剝離的構(gòu)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(dǎo)體有源層薄膜,通過構(gòu)圖工藝形成柵絕緣層和半導(dǎo)體有源層;
[0059]具體為:利用等離子體增強(qiáng)化學(xué)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(dǎo)體有源層薄膜,并采用掩膜版通過曝光、顯影、刻蝕、剝離的構(gòu)圖工藝處理形成半導(dǎo)體有源層,所述半導(dǎo)體有源層包括由α -Si半導(dǎo)體層5和由η+α -Si
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