CN103389846A - 一种石墨烯触摸屏电极及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种石墨烯触摸屏电极的制作方法,包括:(1)将石墨烯薄膜转移到基板上;(2)在石墨烯薄膜上丝印导电浆料。本发明采用丝印方法制作石墨烯电极,工艺简单,制作成本较低、产品良率高;采用固化材料,使得石墨烯薄膜相对于基底的附着力大大改善,从而在丝印电极时保证石墨烯方阻变化较小,而电极的附着力也达到触摸屏的附着力要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种触摸屏电极,特别涉及一种石墨烯触摸屏电极及其制作方法。
背景技术
透明导电薄膜是电子信息产品的重要组成部分,对透明导电薄膜的一般要求是方块电阻尽可能的低,可见光范围内的光透过率要尽可能的高。
目前,触摸屏技术得到蓬勃发展,其中触摸屏技术包括电容触摸屏、电阻触摸屏等带感应功能的触摸屏。现有的触摸屏使用的是在基材(包括而不限于玻璃、菲林等)上镀层导电透明的ITO(氧化铟锡),然后再刻录线路(工艺包括而不限于蚀刻、光刻等),再在ITO图案的四周布置电极(工艺包括但不限于丝印导电浆料、镀带电材料等),做成的sensor功能片与FPC绑定后(或与lens贴合)而成电容触摸屏。当手指触摸金属层时,由于人体电场、用户和触摸屏表面形成一个耦合电容,对于高频电流来说,电容是直接导体,于是手指从接触点吸走一个很小的电流。这个电流分别从触摸屏的四角上的电极中流出,并且流经这四个电极的电流与手指到四角的距离成正比,控制器通过对这四个电流比例的精确计算,得出触摸点的位置。
由于ITO具有高可见光透过率、低电阻的特点,现有光电子器件中多采用ITO作为电极,但ITO有毒,在制备和应用中对人体有害,且其价格昂贵。此外,ITO薄膜易受到氢等离子体的还原作用,功效降低,在柔性衬底上的ITO薄膜会因为柔性衬底的弯曲而出现电导率下降的现象。
中国专利申请CN201210390503.5,发明名称为一种单片式电容触摸屏及其制备方法,公开了一种单片式电容触摸屏及其制备方法,其触摸屏采用石墨烯为电极材料取代ITO材料,然而新型的取代ITO的石墨烯材料应用于触摸屏制造过程中,由于石墨烯的特性,使得在完成导电电极的制作过程中,容易导致石墨烯导电层的方阻增大(往往增大1.5倍或更大),且因为石墨烯在基板上的附着力不够,导致电极的附着力不够。
发明内容
本发明的目的:一是通过丝印导电浆料来完成触摸屏四周电极的制作,解决了触摸屏的制作中使用石墨烯作为导电层的情况下,不允许使用丝印制造电极的工艺的难题;二是解决丝印方法制备电极的过程中,石墨烯方阻增大以及石墨烯和基板之间附着力不够,易造成石墨烯薄膜的脱附或破损的问题。
本发明的技术方案是:一种石墨烯触摸屏电极的制作方法,包括:将石墨烯薄膜转移到基板;然后再在石墨烯薄膜上丝印导电浆料。
上述的石墨烯触摸屏电极的制作方法,所述将石墨烯薄膜转移到基板,在转移之前先在基板上附着可固化粘结层。
上述的石墨烯触摸屏电极的制作方法,所述丝印导电浆料的过程具体为:将调配好的导电浆料印刷在石墨烯薄膜上,完成固化处理后刻录出路线厚度,再在浆料上丝印保护油,避免暴露在空气中。所述的固化处理为烘烤或光固。
上述的石墨烯触摸屏电极的制作方法,所述在转移之前先在基板上附着可固化粘结层具体操作为:(1)在基板上均匀涂覆一层固化材料,再将生长基材覆盖在涂覆有固化材料的基板上,生长基材优选铜箔或镍箔;(2)使生长基材和基板贴合,优选通过滚压方式;(3)经过固化处理将固化材料固化,固化处理优选烘烤或光固;(4)除去生长基材,优选用化学腐蚀或气泡剥离的方法。
上述的石墨烯触摸屏电极的制作方法,所述的基板为耐温超过120℃、透过率超过89%,具有一定硬度的材料,优选为玻璃或PET或菲林。
上述的石墨烯触摸屏电极的制作方法,所述的导电浆料为碳浆或金属导电浆料,优选为银浆、铜浆、碳浆中一种。
上述的石墨烯触摸屏电极的制作方法,所述固化材料为能够固化基板与石墨烯薄膜的所有类型的粘合剂,优选为环氧树脂、聚氨酯、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、改性丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚苯乙烯、有机硅树脂、聚乙烯醇等一种或几种的组合,更优选为聚氨酯丙烯酸酯和/或改性丙烯酸酯。
本发明的触摸屏电极包括而不限于导电电极、引线等。
本发明具有积极的效果:(1)采用丝印方法制作石墨烯电极,工艺简单,制作成本较低、产品良率高;(2)采用固化材料,使得石墨烯相对于基底的附着力大大改善,从而在丝印电极时保证石墨烯方阻变化不大(1~1.2倍),且电极的附着力也达到触摸屏的附着力要求,即3M胶带撕扯3次无影响。
具体实施方式
(实施例1)
取石墨烯薄膜材料,层数为3层;玻璃基板;银导电浆料。
将石墨烯薄膜转移到玻璃基板上,然后再在石墨烯薄膜上丝印银导电浆料,制作出石墨烯导电电极,然后通过激光光刻生成线路图,绑定FPC后而成电容触摸屏。
其中丝印导电浆料的工艺如下:将调配好的导电浆料印刷在石墨烯薄膜上,然后经过银导电浆料光固处理后,刻录出路线厚度,再在浆料上丝印保护油避免暴露在空气中。
(实施例2)
取石墨烯薄膜材料,层数为3层;菲林基板;铜导电浆料。
将石墨烯薄膜转移到菲林基板上,在传统的石墨烯薄膜转移到基板上这个过程中我们进行改变,通过在基板与石墨烯薄膜之间夹一层固化材料比如环氧树脂。具体操作为(1)在玻璃基板上均匀涂覆一层环氧树脂,再将生长基材铜箔覆盖在涂覆有固化材料的基板上;(2)滚压生长基材和基板使其贴合;(3)经过光固化处理将环氧树脂固化;(4)用化学腐蚀法除去铜箔。
然后再在石墨烯薄膜上丝印铜导电浆料,制作出石墨烯导电电极,然后化学蚀刻生成线路图,与lens贴合而成电容触摸屏。
其中丝印导电浆料的工艺如下:将调配好的导电浆料印刷在石墨烯薄膜上,然后经过铜导电浆料烘烤固化后,刻录出路线厚度,再在浆料上丝印保护油避免暴露在空气中。
(实施例3)
取石墨烯薄膜材料,层数为3层;菲林基板;铜导电浆料。
将石墨烯薄膜转移到菲林基板上,在传统的石墨烯薄膜转移到基板上这个过程中我们进行改变,通过在基板与石墨烯薄膜之间夹一层固化材料比如聚氨酯丙烯酸酯。具体操作为(1)在菲林基板上均匀涂覆一层聚氨酯丙烯酸酯,再将生长基材镍箔覆盖在涂覆有固化材料的基板上;(2)滚压生长基材和基板使其贴合;(3)经过烘烤固化处理将聚氨酯丙烯酸酯固化;(4)用气泡剥离法除去镍箔。
然后再在石墨烯薄膜上丝印铜导电浆料,制作出石墨烯导电电极,然后化学蚀刻生成线路图,与lens贴合而成电容触摸屏。
其中丝印导电浆料的工艺如下:将调配好的导电浆料印刷在石墨烯薄膜上,然后将铜导电浆料烘烤固化后,刻录出路线厚度,再在浆料上丝印保护油避免暴露在空气中。
(实施例4)
取石墨烯薄膜材料,层数为3层;菲林基板;铜导电浆料。
将石墨烯薄膜转移到菲林基板上,在传统的石墨烯薄膜转移到基板上这个过程中我们进行改变,通过在基板与石墨烯之间夹一层固化材料比如有机硅树脂。具体操作为(1)在菲林基板上均匀涂覆一层有机硅树脂,再将生长基材镍箔覆盖在涂覆有固化材料的基板上;(2)滚压生长基材和基板使其贴合;(3)经过烘烤固化处理将有机硅树脂固化;(4)用气泡剥离法除去镍箔。
然后再在石墨烯上丝印铜导电浆料,制作出石墨烯导电电极,然后化学蚀刻生成线路图,与lens贴合而成电容触摸屏。
其中丝印导电浆料的工艺如下:将调配好的导电浆料印刷在石墨烯薄膜上,然后将铜导电浆料烘烤固化后,刻录出路线厚度,再在浆料上丝印保护油避免暴露在空气中。
(实施例5)
取石墨烯薄膜材料,层数为3层;菲林基板;铜导电浆料。
将石墨烯薄膜转移到菲林基板上,在传统的石墨烯转移到基板上这个过程中我们进行改变,通过在基板与石墨烯之间夹一层固化材料比如丙烯酸酯树脂。具体操作为(1)在玻璃基板上均匀涂覆一层丙烯酸酯树脂,再将生长基材铜箔覆盖在涂覆有固化材料的基板上;(2)滚压生长基材和基板使其贴合;(3)经过光固化处理将丙烯酸酯树脂固化;(4)用化学腐蚀法除去铜箔。
然后再在石墨烯上丝印铜导电浆料,制作出石墨烯导电电极,然后化学蚀刻生成线路图,与lens贴合而成电容触摸屏。
其中丝印导电浆料的工艺如下:将调配好的导电浆料印刷在石墨烯薄膜上,然后经过铜导电浆料烘烤固化后,刻录出导电路线,再在浆料上丝印保护油避免暴露在空气中。
(实施例6)
取石墨烯材料,层数为3层;菲林基板;银导电浆料。
将石墨烯转移到菲林基板上,在传统的石墨烯转移到基板上这个过程中我们进行改变,通过在基板与石墨烯之间附着一层固化材料比如聚氨酯树脂。具体操作为(1)在玻璃基板上均匀涂覆一层聚氨酯树脂,再将生长基材铜箔覆盖在涂覆有固化材料的基板上;(2)滚压生长基材和基板使其贴合;(3)经过光固化处理将聚氨酯树脂固化;(4)用化学腐蚀法除去铜箔。
然后再在石墨烯上丝印银导电浆料,制作出石墨烯导电电极,然后化学蚀刻生成线路图,与lens贴合而成电容触摸屏。
其中丝印导电浆料的工艺如下:将调配好的导电浆料印刷在石墨烯薄膜上,然后经过银导电浆料烘烤固化后,刻录出路线厚度,再在浆料上丝印保护油避免暴露在空气中。
表:对比例及实施例1~6的方阻和附着力。
方阻(Ω/□) | 附着力 | |
带玻璃基底的石墨烯薄膜 | 830 | |
实施例1 | 830 | 3M胶带撕扯3次有剥落 |
实施例2 | 860 | 3M胶带撕扯3次无影响 |
实施例3 | 890 | 3M胶带撕扯3次无影响 |
实施例4 | 840 | 3M胶带撕扯4次无影响 |
实施例5 | 830 | 3M胶带撕扯3次无影响 |
实施例6 | 860 | 3M胶带撕扯3次无影响 |
以上所述的具体实施例,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施例而已,并不用于限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种石墨烯触摸屏电极的制作方法,包括:(1)将石墨烯薄膜转移到基板上;(2)再在石墨烯薄膜上丝印导电浆料。
2.根据权利要求1所述的石墨烯触摸屏电极的制作方法,其特征在于:所述步骤(1)将石墨烯薄膜转移到基板上,在转移之前先在基板上附着可固化粘结层。
3.根据权利要求2所述的石墨烯触摸屏电极的制作方法,其特征在于:所述在转移之前先在基板上附着可固化粘结层的过程具体为:(1)在基板上均匀涂覆一层固化材料;(2)再将生长基材覆盖在涂覆有可固化粘结层的基板上,使生长基材和基板贴合;(3)经过固化处理将可固化粘结层固化;(4)除去生长基材。
4.根据权利要求1或2所述的石墨烯触摸屏电极的制作方法,其特征在于:所述步骤(1)所述的基板为耐温超过120℃、透过率超过89%,具有一定硬度的材料。
5.根据权利要求4所述的石墨烯触摸屏电极的制作方法,其特征在于:所述步骤(1)的基板为玻璃或PET或菲林。
6.根据权利要求1或2所述的石墨烯触摸屏电极的制作方法,其特征在于:所述的导电浆料为碳浆或金属导电浆料。
7.根据权利要求6所述的石墨烯触摸屏电极的制作方法,其特征在于:所述的导电浆料为银浆、铜浆。
8.根据权利要求2或3所述的石墨烯触摸屏电极的制作方法,其特征在于:所述固化材料为能够固化基板与石墨烯薄膜的所有类型的粘合剂。
9.根据权利要求8所述的石墨烯触摸屏电极的制作方法,其特征在于:所述固化材料为环氧树脂、聚氨酯、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、改性丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚苯乙烯、聚乙烯醇一种或几种的组合。
10.一种石墨烯触摸屏电极,其特征在于:采用如权利要求1~9所述的方法制作。
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