CN103995619A - 无边框触摸屏感应片及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无边框触摸屏感应片，包括触摸屏导电区以及与其相连的导电电极，所述导电电极沿触摸屏导电区两侧边框排列延伸至触摸屏导电区的一端，所述导电电极为石墨烯电极线。其制备方法包括：首先制备石墨烯薄膜，然后将石墨烯薄膜转移到基底，在基底上采用激光刻蚀/化学腐蚀/离子刻蚀的方法使其图案化，即可得到全石墨烯无边框触摸屏感应片。本发明的优点在于减少原材料的使用，在转移有石墨烯的基底上直接用石墨烯作为导电电极，可降低制造成本；简化了生产工序，提高了产品的良率；成品触摸屏感应片无边框，可多次弯折，延长了使用寿命。

Description

无边框触摸屏感应片及其制备方法

技术领域

本发明涉及触摸屏，尤其是涉及一种无边框触摸屏感应片，本发明还涉及该无边框触摸屏感应片的制备方法。

背景技术

    触摸屏感应片要实现触控功能，需要在触摸屏的视窗区制作图案化的透明导电层，这些图案化的透明导电层能检测到手指触控位置，并将检测到的信号通过周边的导电电极传输给控制芯片，控制芯片对信号进行分析、处理，最终确定触摸位置。目前用作导电电极的材料以丝印银浆和沉积金属为主：用银浆做导电电极时，由于银浆的价格昂贵，会提高触摸屏的原材料成本，而且该方法需要增加银浆丝印和激光光刻工序，易产生不良品；采用金属沉积的方法做导电电极也会因为工序复杂（需要在触摸屏的周边对引线电极区进行处理），导致触摸屏的生产成本增加。由于银浆或金属是不能弯折的材料，作为触摸屏电极使用时，会限制触摸屏的弯折性能；同时由于银浆和金属本身不透明，会在触摸屏感应片的边缘产生不透明的边框。

发明内容

本发明的目的在于提供一种加工工序简单、良品率高的无边框触摸屏感应片，本发明还提供该无边框触摸屏感应片的制备方法。

为实现上述目的，本发明可采取下述技术方案：

本发明所述的无边框触摸屏感应片，包括触摸屏导电区以及与其相连的导电电极，所述导电电极沿触摸屏导电区两侧边框排列延伸至触摸屏导电区的一端，所述导电电极为石墨烯电极线。

所述触摸屏导电区和石墨烯导电电极包括基底以及转移至所述基底上的石墨烯薄膜，对转移有石墨烯薄膜的基底进行激光刻蚀/化学腐蚀/离子刻蚀使其图案化后即可形成触摸屏导电区和石墨烯电极线。

所述导电电极区的石墨烯薄膜可以进行多次转移，以降低所述石墨烯电极线的电阻。

本发明所述的无边框触摸屏感应片的制备方法包括下述步骤：

第一步，制备石墨烯薄膜

将衬底放入管式炉，抽真空至压强4~8×10^-2 Torr；管式炉内通入氩气，至炉体内压强达到一个大气压；然后再次将管式炉抽至真空后通入碳源性气体和氢气的混合气体，其中碳源性气体和氢气的摩尔比为1:3~1:4,保持管式炉内的压强为1个大气压；将管式炉加热至1000~1100℃，并保持60分钟，期间持续注入混合气体，流速保持40sccm，至衬底上生长的石墨烯层符合要求后，停止加热，抽真空至压强4~8×10^-2 Torr；在管式炉内通入氩气，至内部压力达到1个大气压后将炉内温度降至常温，取出表面生长有石墨烯薄膜的衬底；

第二步，转移

将衬底的石墨烯薄膜和基底粘合在一起后放入脱泡机，60℃条件下保持30分钟，使贴合面无气泡；再将其放入烤箱，100~200℃烘烤5~20分钟，取出后用腐蚀液去除衬底，留下带有石墨烯薄膜的基底；

第三步，图案化

在基底上采用激光刻蚀/化学腐蚀/离子刻蚀的方法使其图案化，即可得到全石墨烯无边框触摸屏感应片。

所述的衬底为铜箔或镍箔；所述的碳源性气体为甲烷、乙烷、乙烯或乙炔。

所述的基底为PET膜，所述腐蚀液为浓度20%~70%的FeCl3溶液。

第二步的转移步骤在基底周边重复进行，即可使基底周边导电电极区的石墨烯薄膜层数增加。

在第三步完成后，还可以在石墨烯图案表面覆一层粘着层并压着FPC软板，然后在其上贴PET盖板。

本发明的优点在于减少原材料的使用，在转移有石墨烯的基底上直接用石墨烯作为导电电极，可降低制造成本；简化了生产工序，提高了产品的良率；成品触摸屏感应片无边框，可多次弯折，延长了使用寿命。

附图说明

图1是本发明方法制备的触摸屏感应片的示意图样。

图2是本发明制备的带有盖板的触摸屏的断面图。

具体实施方式

如图1所示，本发明所述的无边框触摸屏感应片，包括触摸屏导电区1以及与其相连的导电电极2，导电电极2沿触摸屏导电区两侧边框排列延伸至触摸屏导电区的一端，通过FPC接触控芯片，为节约原材料，避免在触摸屏感应片的边缘产生不透明的边框，该导电电极2为石墨烯电极线。

所述触摸屏导电区和石墨烯导电电极包括基底以及转移至所述基底上的石墨烯薄膜，对转移有石墨烯薄膜的基底进行激光刻蚀/化学腐蚀/离子刻蚀使其图案化后即可形成触摸屏导电区和石墨烯电极线。

导电电极区的石墨烯薄膜可以进行多次转移，以降低石墨烯电极线的电阻。

本发明无边框触摸屏感应片的制备方法包括下述步骤：

第一步，制备石墨烯

1、将铜箔（或镍箔）表面用酒精擦拭干净，并放入等离子设备中进行清洗，去除铜箔表面的杂质；

2、将铜箔（或镍箔）依次放入带通气管和真空计的管式炉内，并将管式炉进行密封；

3、将管式炉内气压抽至真空状态，压强为4~8×10^-2 Torr；

4、将纯度高于99.99%的氩气通过通气管注入管式炉内，直到管式炉内的压强达到一个大气压；

5、重复3~4步骤至少五次，以保证彻底排除管式炉内的空气；

6、将管式炉内气压抽至真空状态后注入甲烷和氢气（甲烷也可以用乙烷、乙烯或乙炔替代）的混合气体，混合气体的摩尔比为甲烷:氢气=1:3~1:4，混合气体的纯度达到99.99%以上；注入混合气体后管式炉内压强达到一个大气压；

7、将管式炉加热至1000~1100℃，并保持60分钟，此过程还要持续注入甲烷和氢气的混合气体，流速保持40sccm左右；该步骤中的时间是变量，时间越长，在铜箔上生长的石墨烯层数越多；

8、管式炉停止加热，并抽真空至压强4~8×10^-2 Torr；

9、将纯度高于99.99%的氩气通过通气管注入管式炉内，直到管式炉内的压强达到一个大气压；步骤8、9的目的是为了防止在降温过程中继续在铜箔表面生长石墨烯；

10、当炉内温度降至常温后，取出表面生长有1~3层石墨烯的铜箔。

第二步，转移

将衬底的石墨烯薄膜和基底（可选用PET膜，也可用玻璃或其他透明材料，厚度可为10~1000 um）通过热敏胶或UV胶粘合在一起后放入脱泡机，60℃条件下保持30分钟，使贴合面无气泡；再将其放入烤箱，100~200℃烘烤5~20分钟（一般150℃烘烤5分钟即可），取出后用浓度20%~70%（优选为30%）的FeCl3溶液去除衬底，留下带有石墨烯薄膜的基底；如果将第二步的转移步骤在基底周边重复进行，即可使基底周边导电电极区的石墨烯薄膜层数增加，这样可有效降低石墨烯电极线的电阻；

第三步，图案化

在基底上采用激光刻蚀（也可采用化学腐蚀或离子刻蚀）的方法使其图案化（图1中显示的为三角形图案），即可得到全石墨烯无边框触摸屏感应片。

在第三步完成后，还可以在石墨烯图案表面覆一层粘着层（可选厚度50 um 的OCA，即光学透明胶）并压着FPC软板（柔性电路板）（FPC软板通过ACF（异向导电胶）压着在石墨烯表面），然后在其上贴PET盖板（PET盖板通过OCA和图案化的石墨烯基底粘贴在一起），最终得到的无边框且呈柔性的触摸屏断面见图2，自下而上依次为PET基底层3、石墨烯层4、OCA粘着层5和PET盖板6，石墨烯层4上压着FPC软板7。

Claims (8)

1.一种无边框触摸屏感应片，包括触摸屏导电区以及与其相连的导电电极，所述导电电极沿触摸屏导电区两侧边框排列延伸至触摸屏导电区的一端，其特征在于：所述导电电极为石墨烯电极线。

2.根据权利要求1所述的无边框触摸屏感应片，其特征在于：所述触摸屏导电区和石墨烯导电电极包括基底以及转移至所述基底上的石墨烯薄膜，对转移有石墨烯薄膜的基底进行激光刻蚀/化学腐蚀/离子刻蚀使其图案化后即可形成触摸屏导电区和石墨烯电极线。

3.根据权利要求1或2所述的无边框触摸屏感应片，其特征在于：所述导电电极区的石墨烯薄膜可以进行多次转移，以降低所述石墨烯电极线的电阻。

4.根据权利要求2所述的无边框触摸屏感应片的制备方法，其特征在于：包括下述步骤：

第一步，制备石墨烯薄膜

将衬底放入管式炉，抽真空至压强4~8×10^-2 Torr；管式炉内通入氩气，至炉体内压强达到一个大气压；然后再次将管式炉抽至真空后通入碳源性气体和氢气的混合气体，其中碳源性气体和氢气的摩尔比为1:3~1:4,保持管式炉内的压强为1个大气压；将管式炉加热至1000~1100℃，并保持60分钟，期间持续注入混合气体，流速保持40sccm，至衬底上生长的石墨烯层符合要求后，停止加热，抽真空至压强4~8×10^-2 Torr；在管式炉内通入氩气，至内部压力达到1个大气压后将炉内温度降至常温，取出表面生长有石墨烯薄膜的衬底；

第二步，转移

将衬底的石墨烯薄膜和基底粘合在一起后放入脱泡机，60℃条件下保持30分钟，使贴合面无气泡；再将其放入烤箱，100~200℃烘烤5~20分钟，取出后用腐蚀液去除衬底，留下带有石墨烯薄膜的基底；

第三步，图案化

在基底上采用激光刻蚀/化学腐蚀/离子刻蚀的方法使其图案化，即可得到全石墨烯无边框触摸屏感应片。

5.根据权利要求4所述无边框触摸屏感应片的制备方法，其特征在于：所述的衬底为铜箔或镍箔；所述的碳源性气体为甲烷、乙烷、乙烯或乙炔。

6.根据权利要求4所述无边框触摸屏感应片的制备方法，其特征在于：所述的基底为PET膜，所述腐蚀液为浓度20%~70%的FeCl3溶液。

7.根据权利要求4所述无边框触摸屏感应片的制备方法，其特征在于：第二步的转移步骤在基底周边重复进行，即可使基底周边导电电极区的石墨烯薄膜层数增加。

8.根据权利要求4所述无边框触摸屏感应片的制备方法，其特征在于：在第三步完成后，还可以在石墨烯图案表面覆一层粘着层并压着FPC软板，然后在其上贴PET盖板。