[發明專利]一種基于蓋板轉移技術制作石墨烯電容式觸摸屏的方法

在審

• 申請號: 201610079615.7
• 申請日: 2016-02-04
• 公開（公告）號: CN107037932A
• 公開（公告）日: 2017-08-11
• 發明（設計）人: 馬來鵬;任文才;成會明
• 申請（專利權）人: 中國科學院金屬研究所
• 主分類號: G06F3/044
• 分類號: G06F3/044
• 代理公司: 沈陽優普達知識產權代理事務所(特殊普通合伙)21234
• 代理人: 張志偉

技術領域

本發明涉及石墨烯觸摸屏的加工工藝領域，具體為一種通過蓋板轉移技術制備基于石墨烯透明電極的電容式觸摸屏的新方法。

背景技術

隨著便攜式個人消費電子產品的快速發展，電容式觸摸屏得到了廣泛的使用。輕薄化甚至柔性化是電容式觸摸屏發展的必然趨勢。透明導電薄膜是電容式觸摸屏中的關鍵材料。目前普遍使用的氧化銦錫(ITO)等氧化物透明導電薄膜材料存在使用中易受外界條件的影響、柔性差等突出問題。

作為新型的二維材料，石墨烯透明電極在制作電容式觸摸屏方面具有獨特的優勢。相比于傳統的ITO材料，石墨烯對近紅外和可見光及紫外光均具有優異的透過率，具有優異的柔性、熱穩定性和化學穩定性；此外，石墨烯的二維特性使其在輕薄化方面具有獨特的優勢。

由于CVD生長的石墨烯具有質量高，尺寸易于放大的突出優點，制作石墨烯觸摸屏普遍采用基于該方法制備的石墨烯薄膜。為了獲得用于觸摸屏的石墨烯透明電極，需要采用轉移工藝將CVD法制備的石墨烯放置在玻璃、PET等基材上。目前，大面積石墨烯的轉移技術主要使用特定的轉移介質材料作為石墨烯的結構支撐層，在轉移后需要去除。然而，現有的轉移工藝均獨立于觸摸屏的制作過程之外，增加了石墨烯觸摸屏制作工藝的復雜性和生產成本。而且，在轉移石墨烯的過程中，存在石墨烯破損和轉移介質殘留污染石墨烯的問題，降低了觸摸屏的產品良率。

發明內容

本發明的目的在于提供一種制作基于石墨烯透明電極的電容式觸摸屏的新方法，該方法利用觸摸屏蓋板作為轉移石墨烯的結構支撐層和石墨烯薄膜的基材，實現了石墨烯薄膜的轉移和觸摸屏制備的一體化，可以大幅減小石墨烯觸摸屏的厚度、降低制備成本，還避免了使用額外的轉移介質對石墨烯造成污染。

本發明的技術方案是：

一種基于蓋板轉移技術制作石墨烯電容式觸摸屏的方法，所述觸摸屏的主體由蓋板和石墨烯透明電極構成，該方法利用觸摸屏的蓋板作為石墨烯的轉移介質和基材，采用以下兩個方案之一：

方案一，首先在初始基體表面形成石墨烯，再將觸摸屏蓋板結合到石墨烯的表面，分離石墨烯與初始基體后獲得以蓋板為基材的石墨烯透明電極；對石墨烯透明電極進行圖形化和壓合FPC加工后，完成觸摸屏的制作；

方案二，首先在初始基體表面形成石墨烯，將位于初始基體表面的石墨烯進行圖形化加工，再將觸摸屏蓋板結合到石墨烯的表面，分離石墨烯與初始基體后獲得石墨烯透明電極，經壓合FPC加工后完成觸摸屏的制作。

所述的基于蓋板轉移技術制作石墨烯電容式觸摸屏的方法，位于初始基體的石墨烯的平均層數為單層，少層或多層，層數為10層以下，石墨烯為采用化學氣相沉積方法生長的石墨烯或析出方法生長的石墨烯。

所述的基于蓋板轉移技術制作石墨烯電容式觸摸屏的方法，采用結合力或者結合層與實現石墨烯與觸摸屏蓋板的結合，防止石墨烯在操作過程中的破損；結合層形成在石墨烯表面，或者目標基體表面，或者同時形成在兩者表面；采用的結合力為靜電力、范德華力、共價鍵結合力、氫鍵結合力、真空吸附作用力、機械連接力之一種或兩種以上。

所述的基于蓋板轉移技術制作石墨烯電容式觸摸屏的方法，觸摸屏蓋板的材料為玻璃、聚碳酸酯PC、聚甲基丙烯酸甲酯PMMA或聚對苯二甲酸乙二醇酯PET。

所述的基于蓋板轉移技術制作石墨烯電容式觸摸屏的方法，采用的結合層材料為膠黏劑、疊氮化物、自組裝單分子膜SAM之一種或兩種以上。

所述的基于蓋板轉移技術制作石墨烯電容式觸摸屏的方法，將石墨烯與初始基體分離的方法為蝕刻基體法、鼓泡剝離法或機械剝離法。

所述的基于蓋板轉移技術制作石墨烯電容式觸摸屏的方法，根據需要使用兩層以上的石墨烯透明電極，重復操作直到獲得相應層數的石墨烯透明電極。

所述的基于蓋板轉移技術制作石墨烯電容式觸摸屏的方法，對石墨烯進行圖形化加工的方法為激光蝕刻法、等離子體蝕刻法或氧化法。

所述的基于蓋板轉移技術制作石墨烯電容式觸摸屏的方法，所形成的圖形化 石墨烯透明電極包括導線部分或不包括導線部分，對于不包括導線部分的圖形化石墨烯透明，在圖形化后制作導線部分，制作導線部分的材料為銀、銅、銅鎳合金或鉬鋁合金，制作導線部分的方法為印刷工藝、光刻工藝或激光蝕刻工藝。

所述的基于蓋板轉移技術制作石墨烯電容式觸摸屏的方法，根據需要在石墨烯透明電極表面貼合光學膠和保護膜。

本發明的特點及有益效果是：