本發(fā)明涉及石墨烯觸摸屏的加工領(lǐng)域，具體為一種通過光學(xué)膠轉(zhuǎn)移技術(shù)制備基于石墨烯觸透明導(dǎo)電膜的電容式觸摸屏的新方法。

背景技術(shù)：

隨著便攜式個人消費電子產(chǎn)品的快速發(fā)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(fā)展的必然趨勢。透明導(dǎo)電薄膜是電容式觸摸屏中的關(guān)鍵材料。目前普遍使用的氧化銦錫(ito)等氧化物透明導(dǎo)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，石墨烯透明導(dǎo)電薄膜在制作電容式觸摸屏方面具有獨特的優(yōu)勢。相比于傳統(tǒng)的ito材料，石墨烯對近紅外和可見光及紫外光均具有優(yōu)異的透過率，具有優(yōu)異的柔性、熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性。由于cvd生長的石墨烯具有質(zhì)量高，尺寸易于放大的突出優(yōu)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導(dǎo)電薄膜，需要采用轉(zhuǎn)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(zhuǎn)移技術(shù)主要使用特定的轉(zhuǎn)移介質(zhì)材料作為石墨烯的結(jié)構(gòu)支撐層，在轉(zhuǎn)移后需要去除。然而，現(xiàn)有的轉(zhuǎn)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(fù)雜性，而且去除轉(zhuǎn)移介質(zhì)的過程易導(dǎo)致石墨烯破損，因此降低了觸摸屏的產(chǎn)品良率。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種制作基于石墨烯透明導(dǎo)電膜的電容式觸摸屏的新方法。該方法利用光學(xué)膠作為石墨烯的轉(zhuǎn)移介質(zhì)，簡化了石墨烯觸摸屏的制作工藝，有利于提高產(chǎn)品的良率。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種基于光學(xué)膠轉(zhuǎn)移技術(shù)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、光學(xué)膠、石墨烯透明導(dǎo)電薄膜和基材構(gòu)成，該方法利用觸摸屏中的光學(xué)膠作為石墨烯的轉(zhuǎn)移介質(zhì)，首先在初始基體表面形成石墨烯，再將光學(xué)膠膜結(jié)合到石墨烯的表面，分離石墨烯與初始基體后獲得以光學(xué)膠膜作為基材的石墨烯透明導(dǎo)電薄膜；對石墨烯透明導(dǎo)電薄膜進行圖形化、制作導(dǎo)線和壓合fpc加工后直接與蓋板貼合，從而完成觸摸屏的制作。

所述的基于光學(xué)膠轉(zhuǎn)移技術(shù)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(shù)為單層，少層或多層，層數(shù)為10層以下。

所述的基于光學(xué)膠轉(zhuǎn)移技術(shù)制作石墨烯電容式觸摸屏的方法，石墨烯為采用化學(xué)氣相沉積方法生長的石墨烯或析出方法生長的石墨烯。

所述的基于光學(xué)膠轉(zhuǎn)移技術(shù)制作石墨烯電容式觸摸屏的方法，采用的光學(xué)膠為電容式觸摸屏中使用的光學(xué)膠oca薄膜。

所述的基于光學(xué)膠轉(zhuǎn)移技術(shù)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。

所述的基于光學(xué)膠轉(zhuǎn)移技術(shù)制作石墨烯電容式觸摸屏的方法，根據(jù)需要使用兩層以上的石墨烯透明導(dǎo)電薄膜，重復(fù)操作直到獲得相應(yīng)層數(shù)的石墨烯透明導(dǎo)電薄膜。

所述的基于光學(xué)膠轉(zhuǎn)移技術(shù)制作石墨烯電容式觸摸屏的方法，對石墨烯透明導(dǎo)電薄膜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。

所述的基于光學(xué)膠轉(zhuǎn)移技術(shù)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導(dǎo)電膜包括導(dǎo)線部分，導(dǎo)線部分的材料為銀、銅、銅鎳合金或鉬鋁合金，導(dǎo)線部分的制作方法為印刷工藝、光刻工藝或激光蝕刻工藝。

所述的基于光學(xué)膠轉(zhuǎn)移技術(shù)制作石墨烯電容式觸摸屏的方法，蓋板材料為玻璃、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。

本發(fā)明的特點及有益效果是：

光學(xué)膠層是電容式觸摸屏的典型組成部分，本發(fā)明使觸摸屏中固有的光學(xué)膠粘結(jié)層作為石墨烯的轉(zhuǎn)移介質(zhì)，避免了常規(guī)工藝中涂覆和去除轉(zhuǎn)移介質(zhì)步驟，從而簡化石墨烯觸摸屏工藝、減少石墨烯的破損并降低原料和轉(zhuǎn)移成本，有利于提高產(chǎn)品良率。

附圖說明

圖1.基于光學(xué)膠轉(zhuǎn)移技術(shù)制作石墨烯電容式觸摸屏的工藝流程示意圖。

具體實施方式

下面通過附圖和實施例對本發(fā)明進一步詳細描述。

如圖1所示，在具體實施過程中，本發(fā)明首先在初始基體表面形成石墨烯，再將光學(xué)膠膜結(jié)合到石墨烯的表面，分離石墨烯與初始基體后獲得以光學(xué)膠膜作為基材的石墨烯透明導(dǎo)電薄膜；對石墨烯透明導(dǎo)電薄膜進行圖形化、制作導(dǎo)線和壓合柔性電路板(fpc)等加工后直接與蓋板貼合，從而完成觸摸屏的制作，具體步驟如下：

(1)在初始基體表面形成石墨烯；

(2)將位于初始基體的石墨烯與光學(xué)膠膜結(jié)合；

(3)將石墨烯與初始基體分離；

(4)對光學(xué)膠膜表面的石墨烯進行圖形化、制作導(dǎo)線和壓合fpc等元件；

(5)光學(xué)膠膜的背面貼合蓋板。

其中，將石墨烯與初始基體分離的方法包括蝕刻基體法、鼓泡剝離法(參見中國專利申請，專利申請?zhí)枺篶n201110154465.9，一種低成本無損轉(zhuǎn)移石墨烯的方法)或機械剝離法。對于不包括導(dǎo)線部分的圖形化石墨烯透明導(dǎo)電膜，在步驟(4)中制作導(dǎo)線。根據(jù)需要使用兩層以上的石墨烯透明導(dǎo)電薄膜，可多次重復(fù)步驟(1)至(3)，直到獲得特定層數(shù)的石墨烯透明導(dǎo)電薄膜。

實施例1

利用cvd法在金屬銅箔上(本實施例中，金屬銅箔可以換成不同規(guī)格的銅片或者銅板)生長單層占優(yōu)的石墨烯，然后將光學(xué)膠膜貼合在石墨烯表面。將“光學(xué)膠膜/石墨烯/銅箔”放入1mol/l的過硫酸銨水溶液中蝕刻銅箔。待銅箔完全溶解后，將“光學(xué)膠膜/石墨烯”用水沖洗并完全干燥，獲得以光學(xué)膠膜作為基材的石墨烯透明導(dǎo)電薄膜。采用激光蝕刻技術(shù)對石墨烯薄膜進行圖形化加工，獲得電容式觸摸屏所需的感應(yīng)區(qū)圖形和導(dǎo)線部分。將光學(xué)膠膜上的石墨烯透明導(dǎo)電薄膜與fpc壓合并封膠固定。最后將玻璃蓋板貼合在光學(xué)膠膜的背面，從而完成觸摸屏的制作。

實施例2

與實施例1的不同之處在于：

獲得基于光學(xué)膠膜的石墨烯透明導(dǎo)電薄膜，重復(fù)轉(zhuǎn)移步驟，直到形成“光學(xué)膠膜/4層石墨烯”。采用絲網(wǎng)印刷工藝，在“光學(xué)膠膜/4層石墨烯”的石墨烯表面制作銀漿導(dǎo)線，并在100℃固化銀漿。使用激光蝕刻技術(shù)對石墨烯區(qū)域進行圖形化加工，并與fpc壓合并封膠固定。最后將pc或pmma成分的蓋板貼合在光學(xué)膠膜的背面，從而完成觸摸屏的制作。

實施例3

與實施例1的不同之處在于：

采用電解鼓泡法實現(xiàn)石墨烯與銅箔的剝離。將“光學(xué)膠膜/石墨烯/銅箔”連接上恒流電源的負極，用鉑片作為正極。本實施例中，電解液為1mol/l的naoh水溶液，將“光學(xué)膠膜/石墨烯/銅箔”浸入溶液中后，施加1安培電流，電解過程所用電壓為4～6伏特，電解過程的操作溫度在15～30℃，電解所產(chǎn)生的氣體為氫氣(h2)。待“光學(xué)膠膜/石墨烯”與銅箔完全分離后，將“光學(xué)膠膜/石墨烯”從naoh溶液中取出，用水沖洗并完全干燥，獲得以光學(xué)膠膜作為基材的石墨烯透明導(dǎo)電薄膜。

實施例4

與實施例1的不同之處在于：

利用cvd法在金屬鎳箔上(本實施例中，金屬鎳箔可以換成pt、co、ag、fe、mo、w、ti等其它金屬或其合金，或者碳化鈦、碳化鉬、碳化鋯等化合物，或者上述材料與半導(dǎo)體的復(fù)合材料)生長少層或多層石墨烯。采用激光蝕刻技術(shù)對生長在鎳箔表面的石墨烯進行圖形化加工，獲得電容式觸摸屏所需的感應(yīng)區(qū)圖形和導(dǎo)線部分，再將光學(xué)膠膜貼合在石墨烯圖形表面。使用1mol/l的過硫酸銨水溶液中蝕刻鎳箔。待鎳箔完全溶解后，將“光學(xué)膠膜/石墨烯”用水沖洗并完全干燥，然后在其表面壓合fpc并封膠固定。最后貼合蓋板，并對觸摸屏進行外觀和功能檢測。

實施例結(jié)果表明，本發(fā)明方法通過光學(xué)膠轉(zhuǎn)移技術(shù)制備基于石墨烯觸透明導(dǎo)電膜的電容式觸摸屏，使用觸摸屏中的光學(xué)膠粘結(jié)層作為石墨烯的轉(zhuǎn)移介質(zhì)，實現(xiàn)了石墨烯轉(zhuǎn)移和觸摸屏制備工藝的一體化，簡化了觸摸屏制作工藝，從而提高石墨烯觸摸屏產(chǎn)品的良率，有利于提高產(chǎn)品良率和降低制作成本，因此可作為一種制備石墨烯電容式觸摸屏的新工藝。