[发明专利]石墨烯层、膜材、其制备方法及柔性显示器件

说明书

本发明涉及电子材料领域。本发明公开了一种石墨烯层包括石墨烯膜和粘附于所述石墨烯膜一侧表面的有机绝缘膜；所述石墨烯膜与有机绝缘膜之间可形成氢键；所述有机绝缘膜为聚乙烯、聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯或丙烯酸型树脂。本发明还公开了所述石墨烯层和聚酰亚胺基底构成的膜材及其制备方法。一方面，有机绝缘膜在后续光刻工艺中可以与石墨烯膜形成氢键，连接紧密；另一方面，有机绝缘膜还可以与聚酰亚胺形成紧密连接，因此，有机绝缘膜有效改善了石墨烯与聚酰亚胺的粘附性能。石墨烯膜、有机绝缘膜和聚酰亚胺基底构成的膜材，粘附性能好，石墨烯膜不易脱落。所述膜材可以应用于显示器件中。

技术领域

本发明涉及电子器件领域，特别涉及一种石墨烯层、膜材、其制备方法及柔性显示器件。

背景技术

近些年，柔性显示取得了飞速发展。对于柔性显示器件来说，高质量的衬底至关重要。以石墨烯为例，石墨烯拥有较硅高100倍的电荷移动度、较铜高100倍的电流密度，突出的热传导性及耐化学性结构，不仅可以实现多种化学性功能应用，还具有柔软性以及伸缩性等特征，可用简单的方法进行合成以及印刷。石墨烯不仅可作为现有材料的替代材料，也可应用于次世代晶体管以及电极元件的材料，因此备受广泛的瞩目。

聚酰亚胺(PI)具有优异的机械性能、性能稳定、耐受高温等优势，无论作为结构材料或是作为功能材料，都具有巨大的应用前景。由于PI膜为高温电热膜，可长期承受温度达到250℃，因此，光刻法图案化石墨烯过程中，以PI为基膜极其具有优势。光刻法图案化石墨烯之前，首先要在聚酰亚胺基膜上制备石墨烯，方法为：

1、利用气相沉积(CVD)法在铜膜或镍膜上制备石墨烯膜；

2、在所述带有石墨烯膜的铜膜或镍膜浸入酸液中，通过浸泡出去铜膜或镍膜；

3、铜膜或镍膜被腐蚀完全后，仅剩下石墨烯膜漂浮在酸液表面，将聚酰亚胺膜置于酸液中，使石墨烯膜与聚酰亚胺膜以分子间作用力自然吸附在一起，捞起，石墨烯膜吸附于聚酰亚胺膜上。

得到吸附于聚酰亚胺膜上的石墨烯膜后，再将石墨烯膜经过光刻法图案化过程，以便于制作驱动电极和感应电极等。

但是，PI基膜粘附性能差，在光刻法图案化过程中，石墨烯极易发生从PI基膜上脱落的情况，严重制约着石墨烯在显示器件中的应用。

发明内容

本发明提供了一种石墨烯层、膜材、其制备方法及柔性显示器件，所述膜材可以通过有机绝缘膜将石墨烯和聚酰亚胺基体紧密连接，改善了石墨烯与聚酰亚胺之间的粘附性，保证石墨烯不易脱落。

本发明提供了一种石墨烯层，包括石墨烯膜和粘附于所述石墨烯膜一侧表面的有机绝缘膜；

所述石墨烯膜与有机绝缘膜之间可形成氢键；

所述有机绝缘膜为聚乙烯、聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯或丙烯酸型树脂。

本发明提供了一种膜材，包括聚酰亚胺基底和上述技术方案所述的石墨烯层，所述聚酰亚胺基底与所述石墨烯层中的有机绝缘膜粘附连接。

本发明提供了一种膜材的制备方法，包括以下步骤：

(A)采用气相沉积法将石墨烯沉积在Cu膜或Ni膜上，经改性，得到带有羟基的石墨烯膜；

(B)在所述带有羟基的石墨烯膜上涂覆一层有机绝缘膜并固化；

(C)在所述有机绝缘膜上涂覆聚酰亚胺膜，并进行紫外固化，得到中间体；

(D)将所述中间体浸泡在酸液中，去除Cu膜或Ni膜，得到膜材；

所述有机绝缘膜为聚乙烯、聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯或丙烯酸型树脂。

优选的，所述步骤(A)中，所述改性的方法为：