一種石墨烯薄膜觸控傳感器及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種石墨烯薄膜觸控傳感器，主要包括基底、金屬引線電極及石墨烯薄膜，還包括光學(xué)透明膠。金屬引線電極布設(shè)于基底表面，石墨烯薄膜直接覆蓋于金屬引線電極之上，所述光學(xué)透明膠貼附在石墨烯薄膜的表面。其制造方法為，步驟為：（1）在基底上布設(shè)金屬引線電極及對位靶標(biāo)；（2）將石墨烯薄膜轉(zhuǎn)移到已經(jīng)布設(shè)了金屬引線電極的基底上；（3）采用激光加工工藝對石墨烯薄膜表面進(jìn)行圖案化；（4）在圖案化的石墨烯表面貼附光學(xué)透明膠，從而形成石墨烯觸控傳感器。該產(chǎn)品及方法使得傳感器引線電極預(yù)埋于圖案化的石墨烯導(dǎo)電薄膜下方，實現(xiàn)了良好的電性接觸和滿足觸控傳感器制造過程中石墨烯與金屬電極附著力的要求。
【專利說明】一種石墨烯薄膜觸控傳感器及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及觸摸屏制造領(lǐng)域，具體涉及一種石墨烯薄膜觸控傳感器及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]石墨烯是由單層碳原子構(gòu)成的六方蜂窩狀二維晶體。由于石墨烯具有優(yōu)異的電學(xué)、力學(xué)、熱學(xué)和光學(xué)特性，因此其在材料領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，其作為透明電極可替代氧化銦錫(ITO)薄膜制造觸摸屏、IXD顯示屏、OLED器件、太陽能電池等器件和設(shè)備的核心部分，可應(yīng)用在包括手機(jī)觸摸屏、顯示器，太陽能電池、超級電容等眾多領(lǐng)域。
[0003]現(xiàn)有石墨烯薄膜作為觸摸屏傳感器用透明導(dǎo)電電極時，面臨著如何實現(xiàn)與其它電極良好搭接的一個問題。在與其它金屬電極進(jìn)行搭接時，通常是在石墨烯薄膜表面采用絲印、真空濺鍍等方法形成導(dǎo)電電極，然而這些電極在石墨烯薄膜上的附著力不夠理想，容易與接觸面石墨烯的下層材料如基底或下層石墨烯發(fā)生分離，從而難以滿足后續(xù)觸摸屏加工需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決如何實現(xiàn)石墨烯薄膜與其它金屬引線電極良好搭接的一個問題，本發(fā)明提供一種石墨烯薄膜觸控傳感器，該傳感器滿足其制造過程中石墨烯與金屬電極附著力的要求。
[0005]本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來具體實現(xiàn):
一種石墨烯薄膜觸控傳感器，主要包括基底、金屬引線電極及石墨烯薄膜，還包括光學(xué)透明膠，所述金屬引線電極布設(shè)于基底表面，石墨烯薄膜直接覆蓋于金屬引線電極之上，所述光學(xué)透明膠貼附在石墨烯薄膜的表面。
[0006]進(jìn)一步的，所述基底的材料為聚苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚乙烯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚甲基丙烯酸甲酯、石英或玻璃中的任一種。
[0007]進(jìn)一步的，所述金屬引線電極的材料為銅、銀、鈷、金、鎳、鉻、鋅、鐵、鉬、釕、鑰、鈮、依、鈕、欽、1局、鶴、1凡、招、秘中的至少一種。
[0008]進(jìn)一步的，石墨烯薄膜至少為一層，石墨烯薄膜的厚度為0.3-30 nm，可見光段光學(xué)透過率大于等于0%。
[0009]本發(fā)明一種石墨烯薄膜觸控傳感器，該傳感器的金屬引線電極布設(shè)于透明基底表面，石墨烯薄膜直接覆蓋于金屬引線電極之上，即:將傳感器金屬引線電極預(yù)埋于圖案化的石墨烯導(dǎo)電薄膜下方，使得石墨烯薄膜與金屬引線電極不容易分離，實現(xiàn)了良好的電性接觸。
[0010]為了解決如何實現(xiàn)石墨烯薄膜與其它金屬引線電極良好搭接的一個問題，本發(fā)明提供一種石墨烯薄膜觸控傳感器的制造方法，該方法操作簡單，且能夠保證石墨烯薄膜與金屬引線電極良好的電性接觸并滿足觸控傳感器制造過程中石墨烯與金屬電極附著力的要求。
[0011]本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來具體實現(xiàn):
一種石墨烯薄膜觸控傳感器的制造方法，主要包括以下步驟:
(1)在基底上布設(shè)金屬引線電極及對位靶標(biāo)；
(2)將石墨烯薄膜轉(zhuǎn)移到已經(jīng)布設(shè)了金屬引線電極的基底上；
(3)采用激光加工工藝對石墨烯薄膜表面進(jìn)行圖案化；
(4)在圖案化的石墨烯表面貼附光學(xué)透明膠，從而形成石墨烯觸控傳感器。
[0012]進(jìn)一步的，所述金屬引線電極的布設(shè)方法為絲網(wǎng)印刷法、凹版印刷法、打印法、真空蒸鍍法、真空磁控濺射法、電鍍法中的任一種，優(yōu)選為絲網(wǎng)印刷法或真空磁控濺射法。
[0013]進(jìn)一步的，在將石墨烯薄膜轉(zhuǎn)移到基底上之前先采用化學(xué)氣相沉積法將石墨烯薄膜沉積于一金屬襯底表面。
[0014]進(jìn)一步的，采用PMMA法或粘性膜熱處理法將沉積于金屬襯底表面的石墨烯薄膜轉(zhuǎn)移到布設(shè)于透明襯底的金屬引線之上，實現(xiàn)石墨烯與金屬電極表面的良好電性連接。
[0015]進(jìn)一步的，所述對位靶標(biāo)的形狀為圓點、圓環(huán)或十字形。
[0016]進(jìn)一步的，在布設(shè)金屬引線電極之前在基底的表面設(shè)置有掩膜版，用于確保傳感器引線區(qū)不被掩膜版覆蓋，掩膜版可以為光刻膠、水溶性膠或硬質(zhì)掩膜版，在金屬引線電極及靶標(biāo)布設(shè)完成后將掩膜版去除。
[0017]本發(fā)明一種石墨烯薄膜觸控傳感器的制造方法，主要是在基材上布設(shè)金屬引線電極，隨后在金屬引線電極表面轉(zhuǎn)移石墨烯，通過黃光或激光工藝在石墨烯薄膜表面形成傳感器圖案，最終制造出傳感器，操作簡單，且能夠保證石墨烯薄膜與金屬引線電極良好的電性接觸。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]下面根據(jù)附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0019]圖1是本發(fā)明一種石墨烯薄膜觸控傳感器電極區(qū)剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
圖中:1-石墨烯薄膜；2_金屬引線電極；3-基底；4-光學(xué)透明膠。
【具體實施方式】
[0020]實施例1
如圖1所示，本發(fā)明實施例所述的一種石墨烯薄膜觸控傳感器，主要包括基底3、金屬引線電極2及石墨烯薄膜1，還包括光學(xué)透明膠4，金屬引線電極2布設(shè)于基底表面，石墨烯薄膜I直接覆蓋于金屬引線電極2之上，光學(xué)透明膠4貼附在石墨烯薄膜I的表面。
[0021]一種優(yōu)選的實施方式，基底3的材料為聚苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚乙烯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚甲基丙烯酸甲酯、石英或玻璃中的任一種均可。
[0022]金屬引線電極2的材料為銅、銀、鈷、金、鎳、鉻、鋅、鐵、鉬、釕、鑰、鈮、銥、鈀、鈦、鎬、鎢、釩、鋁、鉍中的至少一種，即可為上述金屬材料中的任意一種，也可同時包括多種。
[0023]石墨烯薄膜I為I層，石墨烯薄膜I的厚度為0.3nm，可見光段光學(xué)透過率為98%。
[0024]一種石墨烯薄膜觸控傳感器的制造方法，主要包括以下步驟:
(I)在基底上布設(shè)金屬引線電極及對位靶標(biāo)； a、將聚苯二甲酸乙二醇酯基底進(jìn)行預(yù)縮處理，預(yù)縮條件為:烘箱，100攝氏度，90分鐘；
b、在聚苯二甲酸乙二醇酯基底表面設(shè)置掩膜版，確保傳感器引線區(qū)不被掩膜版覆蓋，掩膜版可以為光刻膠、水溶性膠、硬質(zhì)掩膜版等各種類型；此外，在引線區(qū)周圍設(shè)置靶標(biāo)點，同樣確保靶標(biāo)點不會被掩膜版覆蓋，且靶標(biāo)可以為圓點、圓環(huán)及十字等各種類型；
C、在聚苯二甲酸乙二醇酯基底表面濺鍍金屬，采用真空磁控濺射法，如依次為鑰、鋁和鑰的三層金屬疊層，金屬厚度分別為IOnm, 200nm, 50nm,金屬引線電極的方阻為0.4 Ω / □；金屬引線電極的布設(shè)方法也可采用絲網(wǎng)印刷法、凹版印刷法、打印法、真空蒸鍍法、電鍍法中的任一種，優(yōu)選為絲網(wǎng)印刷法或真空磁控濺射法。
[0025]d、去除PET表面掩膜版，獲得引線區(qū)金屬引線電極和周圍的靶標(biāo)點。
[0026](2)將石墨烯薄膜轉(zhuǎn)移到已經(jīng)布設(shè)了金屬引線電極的基底上；
在將石墨烯薄膜轉(zhuǎn)移到基底上之前先采用化學(xué)氣相沉積法將石墨烯薄膜沉積于一金屬襯底表面，采用PMMA法或粘性膜熱處理法將沉積于金屬襯底表面的石墨烯薄膜轉(zhuǎn)移到布設(shè)于透明襯底的金屬引線電極之上，實現(xiàn)石墨烯與金屬引線電極表面的良好電性連接。
[0027](3)采用激光加工工藝對石墨烯薄膜表面進(jìn)行圖案化；一次將傳感器視窗區(qū)石墨烯薄膜圖案和引線區(qū)電極圖案加工成型；在對石墨烯薄膜表面進(jìn)行圖案化時也可采用黃光工藝。
[0028](4)在圖案化的石墨烯表面貼附光學(xué)透明膠，從而形成石墨烯觸控傳感器。
[0029]利用光學(xué)透明膠貼合機(jī)將光學(xué)透明膠與獲得的圖案化的石墨烯薄膜及金屬引線電極進(jìn)行貼合，并作脫泡處理，獲得的產(chǎn)品進(jìn)行切割即可得到石墨烯薄膜觸控傳感器。
[0030]實施例2
本實施例與實施例1的實施方式基本相同，不同之處在于，石墨烯薄膜I為100層，石墨烯薄膜I的厚度為30nm，可見光段光學(xué)透過率為0% ;在聚苯二甲酸乙二醇酯基底表面濺鍍金屬，采用真空蒸鍍法，依次為銅、鋁和銅的三層金屬疊層，金屬厚度分別為10nm，200nm,50nm,金屬引線電極的方阻為0.35 Ω / 口。
[0031]實施例3
本實施例與實施例1的實施方式基本相同，不同之處在于，石墨烯薄膜I為2層，石墨烯薄膜I的厚度為0.7nm，可見光段光學(xué)透過率為95% ;在聚苯二甲酸乙二醇酯基底表面濺鍍金屬，采用真空磁控濺射法，依次為銅、鎳和銅的三層金屬疊層，金屬厚度分別為20nm，200nm,40nm,金屬引線電極的方阻為0.3 Ω / 口。
[0032]實施例4
本實施例與實施例1的實施方式基本相同，不同之處在于，石墨烯薄膜I為3層，石墨烯薄膜I的厚度為lnm，可見光段光學(xué)透過率為93% ;在聚苯二甲酸乙二醇酯基底表面印刷金屬，采用絲網(wǎng)印刷法，如印刷一層銀金屬層，金屬厚度260nm，金屬引線電極的方阻為0.17Ω / 口。
[0033]本發(fā)明提供了一種石墨烯薄膜觸控傳感器及其制造方法，將傳感器引線電極預(yù)埋于圖案化的石墨烯導(dǎo)電薄膜下方，實現(xiàn)了良好的電性接觸和滿足觸控傳感器制造過程中石墨烯與金屬電極附著力的要求。
[0034]最后應(yīng)說明的是:以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行調(diào)節(jié)，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種石墨烯薄膜觸控傳感器，主要包括基底、金屬引線電極及石墨烯薄膜，其特征在于:還包括光學(xué)透明膠，所述金屬引線電極布設(shè)于基底表面，石墨烯薄膜直接覆蓋于金屬引線電極之上，所述光學(xué)透明膠貼附在石墨烯薄膜的表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種石墨烯薄膜觸控傳感器，其特征在于:所述基底的材料為聚苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚乙烯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚甲基丙烯酸甲酯、石英或玻璃中的任一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1一種石墨烯薄膜觸控傳感器，其特征在于:所述金屬引線電極的材料為銅、銀、鈷、金、鎳、鉻、鋅、鐵、鉬、釕、鑰、銀、銥、鈕、鈦、鎬、鶴、銀、招、秘中的至少一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任意一項所述的一種石墨烯薄膜觸控傳感器，其特征在于:石墨烯薄膜至少為一層，石墨烯薄膜的厚度為0.3-30 nm，可見光段光學(xué)透過率大于等于0%。
5.一種石墨烯薄膜觸控傳感器的制造方法，其特征在于主要包括以下步驟: (1)在基底上布設(shè)金屬引線電極及對位靶標(biāo)； (2)將石墨烯薄膜轉(zhuǎn)移到已經(jīng)布設(shè)了金屬引線電極的基底上； (3)采用激光加工工藝對石墨烯薄膜表面進(jìn)行圖案化； (4)在圖案化的石墨烯表面貼附光學(xué)透明膠，從而形成石墨烯觸控傳感器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種石墨烯薄膜觸控傳感器的制造方法，其特征在于:所述金屬引線電極的布設(shè)方法為絲網(wǎng)印刷法、凹版印刷法、打印法、真空蒸鍍法、真空磁控濺射法、電鍍法中的任一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種石墨烯薄膜觸控傳感器的制造方法，其特征在于:將石墨烯薄膜轉(zhuǎn)移到基底上之前先采用化學(xué)氣相沉積法將石墨烯薄膜沉積于一金屬襯底表面。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種石墨烯薄膜觸控傳感器的制造方法，其特征在于:采用PMMA法或粘性膜熱處理法將沉積于金屬襯底表面的石墨烯薄膜轉(zhuǎn)移到布設(shè)于透明襯底的金屬引線之上，實現(xiàn)石墨烯與金屬電極表面的良好電性連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種石墨烯薄膜觸控傳感器的制造方法，其特征在于:所述對位靶標(biāo)的形狀為圓點、圓環(huán)或十字形。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種石墨烯薄膜觸控傳感器的制造方法，其特征在于:在布設(shè)金屬引線電極之前在基底的表面設(shè)置有掩膜版，用于確保傳感器引線區(qū)不被掩膜版覆蓋，掩膜版可以為光刻膠、水溶性膠或硬質(zhì)掩膜版，在金屬引線電極及靶標(biāo)布設(shè)完成后將掩膜版去除。
【文檔編號】G06F3/041GK103941918SQ201410159852
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年4月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月21日
【發(fā)明者】王彬, 譚化兵, 李慧峰 申請人:無錫格菲電子薄膜科技有限公司