[發(fā)明專(zhuān)利]一種石墨烯電容式觸摸屏及其制作方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410294608.X
• 申請(qǐng)日: 2014-06-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104020918A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-09-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 凌樺光;孟磊;馬來(lái)鵬;任文才;成會(huì)明
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 深圳市航泰光電有限公司;凌樺光
• 主分類(lèi)號(hào): G06F3/044
• 分類(lèi)號(hào): G06F3/044
• 代理公司: 深圳市嘉宏博知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 44273
• 代理人: 孫強(qiáng)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電容式觸摸屏及其制作方法，特別是一種針對(duì)石墨烯的構(gòu)成而制定的結(jié)構(gòu)以及加工工藝方法。

背景技術(shù)

眾所周知，透明導(dǎo)電薄膜是一種重要的光電材料，其被廣泛的應(yīng)用于觸摸屏、液晶顯示、有機(jī)發(fā)光二極管顯示（OLED）、太陽(yáng)能電池等光電領(lǐng)域。石墨烯（graphene）是2004年由英國(guó)曼徹斯特大學(xué)的AK?Geim教授等發(fā)現(xiàn)的一種新型炭材料，它是由單層碳原子構(gòu)成的二維蜂窩狀結(jié)構(gòu)。自被發(fā)現(xiàn)以來(lái)，石墨烯便迅速引起了學(xué)術(shù)界和企業(yè)界的廣泛關(guān)注，也是目前最受矚目的新材料之一。石墨烯的載流子具有零有效質(zhì)量，表現(xiàn)出類(lèi)似于光子的行為，這些特性使石墨烯表現(xiàn)出不尋常的半整數(shù)量子霍爾效應(yīng)、室溫量子霍爾效應(yīng)等，并為驗(yàn)證相對(duì)論量子力學(xué)現(xiàn)象提供了理想的平臺(tái)。由于完美和高度有序的晶格結(jié)構(gòu)，石墨烯還表現(xiàn)出異乎尋常的高晶體學(xué)質(zhì)量。室溫下石墨烯具有100倍于硅的載流子遷移率，表現(xiàn)出室溫亞微米尺度的彈道傳輸特性。石墨烯具有優(yōu)異的導(dǎo)電性，電導(dǎo)率是銅的1.6倍；石墨烯對(duì)近紅外、可見(jiàn)光及紫外光均具有優(yōu)異的透過(guò)性，單層石墨烯的透光性達(dá)97.7%；石墨烯的強(qiáng)度可達(dá)130?GPa，是鋼的100多倍，并具有很好的柔韌性和伸展性；石墨烯的熱導(dǎo)率可達(dá)5000?W/m·K，是室溫下純金剛石的3倍，并具有很好的熱穩(wěn)定和化學(xué)穩(wěn)定性。這些優(yōu)異的物理性質(zhì)使石墨烯在射頻晶體管、超靈敏傳感器、透明導(dǎo)電薄膜、超強(qiáng)和高導(dǎo)復(fù)合材料、高性能鋰離子電池和超級(jí)電容器等的應(yīng)用方面表現(xiàn)出巨大的潛力。據(jù)Lux?Research?2009年的預(yù)測(cè)，2015年石墨烯相關(guān)產(chǎn)品的市場(chǎng)將達(dá)到530億美元，并廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車(chē)、能源、電子、醫(yī)療、軍事和電信等領(lǐng)域。正因?yàn)槭┴S富的物理性質(zhì)、優(yōu)異的性能和廣闊的應(yīng)用前景，石墨烯的發(fā)現(xiàn)者AK?Geim教授和KS?Novoselov教授榮獲了2010年度的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，這進(jìn)一步激發(fā)了全世界對(duì)石墨烯的研究和應(yīng)用探索。

石墨烯作為透明導(dǎo)電膜可以充分發(fā)揮其結(jié)構(gòu)與性能優(yōu)勢(shì)，是石墨烯最重要和最有前景的應(yīng)用之一。相比于普遍使用的氧化物基透明導(dǎo)電薄膜材料（例如氧化銦錫（ITO）、氧化鋁鋅（AZO）等），石墨烯在柔韌性、熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性方面具有突出的優(yōu)勢(shì)。目前，主要采用化學(xué)氧化剝離法和化學(xué)氣相沉積（CVD）法獲得的石墨烯來(lái)制備石墨烯透明導(dǎo)電薄膜。由于相對(duì)簡(jiǎn)單的制備過(guò)程，且產(chǎn)量較大，化學(xué)氧化剝離法制得的石墨烯在研究初期用于透明導(dǎo)電薄膜的制備。但是，化學(xué)剝離石墨烯的質(zhì)量較差，存在大量結(jié)構(gòu)缺陷，而且難以控制石墨烯的尺寸和層數(shù)等結(jié)構(gòu)特征。現(xiàn)階段，CVD方法已經(jīng)成為可控制備大面積、高質(zhì)量石墨烯的代表性方法，并可連續(xù)制備出達(dá)到百米級(jí)以上尺寸的高性能石墨烯透明導(dǎo)電薄膜。目前，探索和發(fā)展基于CVD石墨烯透明導(dǎo)電薄膜材料的應(yīng)用已經(jīng)成為高性能石墨烯透明導(dǎo)電薄膜的研究趨勢(shì)。在具體實(shí)施的時(shí)候一般采用如下方式進(jìn)行生產(chǎn)制作。

制作方式一：

采用透明基體上的CVD石墨烯作為透明導(dǎo)電薄膜。首先利用化學(xué)氣相沉積（CVD）法在金屬上（銅、鎳、鉑等）生長(zhǎng)單層占優(yōu)的石墨烯，采用濕化學(xué)法將單層石墨烯轉(zhuǎn)移到透明基體上（例如聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯，聚萘二甲酸乙二醇酯、石英或者玻璃等），獲得透明基體上的單層石墨烯透明導(dǎo)電薄膜。石墨烯薄膜的面電阻在400-1000歐姆之間，透光率在96-97.7%之間。

制作方式二：

重復(fù)濕化學(xué)法轉(zhuǎn)移單層石墨烯的步驟，獲得透明基體上的多層（2-8層）石墨烯透明導(dǎo)電薄膜，石墨烯薄膜的面電阻在30-400歐姆之間，透光率在80-95%之間。

制作方式三：

采用摻雜的方法對(duì)石墨烯進(jìn)行后處理。摻雜后的石墨烯薄膜的面電阻在100-400歐姆之間，透光率在96-97.7%之間。

制作方式四：

在透明基體上的單層石墨烯透明導(dǎo)電薄膜的表面，利用旋涂法覆蓋一層透明導(dǎo)電高分子材料“聚3，4-乙撐二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸鹽（PEDOT:PSS）”，獲得石墨烯基復(fù)合透明導(dǎo)電薄膜材料。