[發明專利]透明導電薄膜的制備方法及具有該導電薄膜的CF基板的制備方法

有效

• 申請號: 201310511984.5
• 申請日: 2013-10-25
• 公開（公告）號: CN103545053A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發明（設計）人: 李冠政;王燁文
• 申請（專利權）人: 深圳市華星光電技術有限公司
• 主分類號: H01B13/00
• 分類號: H01B13/00;G02F1/1343;G02F1/13
• 代理公司: 深圳市德力知識產權代理事務所 44265
• 代理人: 林才桂

技術領域

本發明涉及液晶顯示制備領域，特別涉及一種透明導電薄膜的制備方法及具有該導電薄膜的CF基板的制備方法。

背景技術

目前，普遍使用的透明導電材料為混合金屬氧化物透明導電材料，例如氧化銦錫（ITO）、氧化銦鋅（IZO）、鋁摻雜氧化鋅（AZO）。其中用得最多的是ITO透明導電材料，其透光率達到90%，但由于其中銦元素是稀貴金屬，且ITO薄膜的生產需要高真空度及較高溫度，同時獲得的ITO薄膜較脆，不易制成柔性電極，限制了ITO透明導電材料的進一步發展。

近年來，研究發現，石墨烯（graphene）是一種單層碳原子緊密堆積成二維蜂窩狀結構的碳質新材料，石墨烯目前是世上最薄卻也是最堅硬的納米材料，它幾乎是完全透明的，只吸收2.3%的光，而電阻率只約10^-6Ω·cm，比銅或銀更低，為目前世上電阻率最小的材料，其可以通過化學氣相沉積（Chemical?Vapor?Deposition，CVD）法、微機械分離法、取向附生法等方法制備。由于石墨烯導電率可與ITO媲美，透光率可達95%以上，且石墨烯的機械強度和柔韌性都比ITO透明導電材料優良，故而石墨烯完全可以替代ITO制作透明電極或導電層；進一步的，CVD法制備石墨烯時生產成本低，不需要高溫、高壓，且在柔性顯示上石墨烯相對ITO透明導電材料而言具有無法比擬的優越性，因此，石墨烯在透明薄膜方面具有更好的應用前景。

由此可見，有必要制備一種各項參數合適的石墨烯透明導電薄膜，代替ITO透明導電薄膜應用于液晶顯示器的彩色濾波（Color?Filter，CF）基板中，以得到穿透高、柔韌性良好的石墨烯透明導電薄膜，可以對應增強使用所述石墨烯透明導電材料的CF基板的液晶顯示面板的穿透率，減少背光的使用。

發明內容

本發明的目的在于提供一種透明導電薄膜的制備方法，操作簡單，工藝條件容易實現，所制得的透明導電薄膜以石墨烯為透明導電材料，具有穿透高、柔韌性良好的優勢，可以代替現有的混合金屬氧化物透明導電薄膜，且機械強度和柔韌性更好。

本發明的另一目的在于提供一種CF基板的制備方法，其使用石墨烯透明導電薄膜代替ITO透明導電薄膜應用于液晶顯示器的CF基板中，以得到穿透高、柔韌性良好的石墨烯透明電極或靜電導出層，使其用于液晶顯示面板中，可以增強液晶面板的穿透率，減少背光的使用。

為實現上述目的，本發明提供一種透明導電薄膜的制備方法，包括如下步驟：

步驟1、將氧化石墨烯與純石墨烯混合粉末溶于水中，對其進行超聲波處理，得到穩定的氧化石墨烯與純石墨烯混合水溶液；

步驟2、將所述穩定的氧化石墨烯與純石墨烯混合水溶液涂布在基板上；

步驟3、將涂布在基板上的氧化石墨烯與純石墨烯混合水溶液在30-90℃下進行烘干處理，得到氧化石墨烯與純石墨烯混合薄膜；

步驟4、將所述氧化石墨烯與純石墨烯混合薄膜中的氧化石墨烯通過還原劑進行化學還原，得到純石墨烯薄膜，所述還原劑為抗壞血酸溶液、水合肼、硼氫化鈉、氫碘酸、尿素或對苯二酚；

步驟5、將化學還原后得到的純石墨烯薄膜進行清洗、干燥，得到透明導電薄膜，即在基板上形成透明導電薄膜。

所述超聲波處理時間為10-60min；所述穩定的氧化石墨烯與純石墨烯混合水溶液的濃度為0.2-5mg/mL；所述步驟2中，采用旋涂、刮涂或噴涂方式將所述氧化石墨烯與純石墨烯混合水溶液涂布在基板上；所述基板為玻璃基板、塑料基板或待設置導電薄膜的CF基板本體；所述氧化石墨烯與純石墨烯混合薄膜的厚度為0.68-3.4nm。

所述步驟4為：在室溫下，將所述還原劑噴涂到所述氧化石墨烯與純石墨烯混合薄膜的表面，以對所述氧化石墨烯與純石墨烯混合薄膜中的氧化石墨烯進行化學還原；當所述還原劑為抗壞血酸溶液時，其濃度為0.01-0.1mol/L。

所述透明導電薄膜的可見光區穿透率為80-95%，面電阻為30-500Ω/□。

本發明還提供一種CF基板的制備方法，包括如下步驟：

步驟11、將氧化石墨烯與純石墨烯混合粉末溶于水中，對其進行超聲波處理，得到穩定的氧化石墨烯與純石墨烯混合水溶液；

步驟12、提供CF基板本體，所述CF基板本體包括玻璃基板及形成于玻璃基板上的色阻層；

步驟13、將所述穩定的氧化石墨烯與純石墨烯混合水溶液涂布在CF基板本體上；