CN104360778A - 一种石墨烯电容屏及其制作方法 - Google Patents

一种石墨烯电容屏及其制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种石墨烯电容屏及其制造方法，电容屏包括依次设置的硅胶基底层、第一石墨烯电路层和第一OCA胶层；以及通过第一导电双面胶层与第一石墨烯电路层连接的FPC。本发明选用硅胶作为石墨烯的基底，将其作为超薄结构，就形成一个透明度大于80％的薄膜，使用这个作为基材，将石墨烯材料转移上去，再通过激光蚀刻技术制作微电路，然后利用导电胶邦定FPC后，即形成具备超柔软特性的电容式触摸屏。

Description

一种石墨烯电容屏及其制作方法
技术领域
本发明涉及一种石墨烯电容屏及其制作方法。 
背景技术
由于石墨烯的优良性能，石墨烯电容屏的研究是目前石墨烯应用领域的重点。目前的石墨烯电容屏中的石墨烯膜都是转移到类似与PET等的材料上的，其柔性不够，同时耐高低温以及耐臭氧、耐紫外、耐辐射等性能不佳，影响了电容屏的应用。 
发明内容
本发明的第一个目的是提供一种柔软的石墨烯电容屏。 
实现本发明第一个目的的技术方案是一种石墨烯电容屏，包括依次设置的硅胶基底层、第一石墨烯电路层和第一OCA胶层；以及通过第一导电双面胶层与第一石墨烯电路层连接的FPC。OCA胶，Optically Clear Adhesive，用于胶结透明光学元件(如镜头等)的特种双面胶，FPC,Flexible Printed Circuit的简称，柔性性线路板。 
石墨烯电容屏还包括覆盖贴合在OCA胶层另一面的盖板。 
石墨烯电容屏还包括第二石墨烯电路层至第N石墨烯电路层、第二OCA胶层至第N OCA胶层以及第二导电双面胶层至第N导电双面胶层，N为自然数，N≥2；所述相邻的OCA胶层与石墨烯电路层之间设置硅胶层；所述FPC与通过各层导电双面胶层与全部的石墨烯电路层连接。 
所述硅胶基底层的厚度为0.1mm～3mm；所述各层OCA胶层的厚度为0.025～0.175mm；所述各层导电双面胶层的厚度为0.03-0.3mm。 
所述盖板为硅胶、PET、PC、玻璃和PMMA中的一种。 
本发明的第二个目的是提供一种柔性的石墨烯电容屏的制作方法。 
实现本发明第二个目的的技术方案是一种石墨烯电容屏的制作方法，包含以下步骤： 
步骤一：生长石墨烯导电膜； 
步骤二：硅胶预处理； 
步骤三：将步骤一的石墨烯导电膜转移到步骤二的硅胶膜材料上； 
步骤四：在步骤三的石墨烯导电膜上蚀刻电容触控电路，形成石墨烯电路层； 
步骤五：将导电双面胶胶贴到石墨烯电路层上； 
步骤六：在导电双面胶上粘贴FPC。 
所述步骤二中，硅胶的预处理方法为：将硅胶膜材料经过弱碱清洗、纯水喷淋清洗、超声波清洗、风刀除水、烘干工序后形成洁净无尘的材料。 
所述步骤四中，电容触控电路刻蚀的方法为：采用红外线光纤激光器对硅胶膜片上的石墨烯层进行线路加工并引出pin脚，使之形成具备电容屏功能的透明电路层。 
所述步骤五中，对导电双面胶使用激光切割成pin脚，贴在步骤四的石墨烯电路层的对应pin脚上。 
所述步骤六中，将贴有电容触控IC的FPC在放大镜的观察下，使用二维平台调整贴合位置，到导电双面胶形成的pin脚上。 
采用了上述技术方案，本发明具有以下的有益效果：(1)硅橡胶是一种高分子弹性材料，有极好的耐高温(180-200℃)和耐低温(-40-60℃)性能，具有极佳的回弹性和永久变形小(200℃48小时不大于50％)，击穿电压为(20-25KV/mm)、耐臭氧、耐紫外、耐辐射等特点，本发明选用硅胶作为石墨烯的基底，将其作为超薄结构，就形成一个透明度大于80％的薄膜，使用这个作为基材，将石墨烯材料转移上去，再通过激光蚀刻技术制作微电路，然后利用导电胶邦定FPC后，即形成具备超柔软特性的电容式触摸屏。 
(2)本发明由于是柔软表面的触控屏，因此能够为使用者提供具备触控手感，改善了传统电容屏只是一个坚硬平面，没有凹凸手感的缺陷。 
(3)在传统的石墨烯电容屏的制作中，对于石墨烯电路与电路板的连接都是采用的导电膜，比如ACF，这类导电膜只有一个方向的导电性，即纵向可以导电，横向不导电，其导电的原理是利用压力使得导电金球破裂来导电，因此都是采用热压邦定。而本发明采用了柔软的硅胶作为基底，无法采用热压邦定，也因为无法使导电金球破裂，因此不能使用ACF导电膜，否则会造成良率差，故而采用均质、纵横向都导电的双面导电胶片，再用激光蚀刻出和石墨烯电路层的pin脚对应的形状就可以将石墨烯电路层和FPC连接起来。 
(4)本发明还可以设置用户保护石墨烯电路不被刮伤的盖板，而且盖板的材质可以根据需求采用硅胶、PET、PC、玻璃、PMMA等。 
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中 
图1为本发明的一种结构示意图。 
图2为本发明的另一种结构示意图。 
硅胶基底层1、第一石墨烯电路层2、第一OCA胶层3、第一导电双面胶层4、FPC5、盖板6、第二石墨烯电路层7、第二OCA胶层8、第二导电双面胶层9。 
具体实施方式
(实施例1) 
见图1，本实施例的石墨烯电容屏为一层石墨烯电路的电容屏，单点触控功能的石墨烯电容触控屏。如图1所示，包括依次设置的硅胶基底层1、第一石墨烯电路层2、第一OCA胶层3和盖板6；以及通过第一导电双面胶层4与第一石墨烯电路层2连接的FPC5。硅胶基底层1的厚度为0.1mm～3mm，根据需要更改硅胶成分来控制硬度和透明度；第一OCA胶层3的厚度为0.025～0.175mm；第一导电双面胶层4的厚度为0.03-0.3mm。盖板5为硅胶、PET、PC、玻璃和PMMA中的一种，不同的盖板材质可以适应不同的需求，硅胶盖板：用于制造全硅胶结构，可任意弯曲并恢复形状。PET，PC：用于塑料结构，抗摔，防震功能；超薄玻璃：既可以弯曲，又保留玻璃的外观效果；玻璃：有玻璃外观效果，又有防震功能，抗摔性能优越。 
制作方法为： 
步骤一：生长石墨烯导电膜； 
步骤二：硅胶预处理：将硅胶膜材料经过弱碱清洗、纯水喷淋清洗、超声波清洗、风刀除水、烘干工序后形成洁净无尘的材料； 
步骤三：将步骤一的石墨烯导电膜转移到步骤二的硅胶膜材料上； 
步骤四：在步骤三的石墨烯导电膜上蚀刻电容触控电路，形成石墨烯电路层；使用制图工具设计电容触控传感器图形，图形兼容单点控制、多点控制等常规IC设计规则，将图纸输入激光蚀刻设别，采用红外线光纤激光器对硅胶膜片上的石墨烯层进行线路加工并引出pin脚，使之形成具备电容屏功能的透明电路层； 
步骤五：将导电双面胶胶贴到石墨烯电路层上：使用制图工具设计导电双面胶pin胶图形，图案和触控传感器图形的间距，尺寸对应，对导电双面胶使用二氧化碳激光设备的激光切割成pin脚，使用有精细对位装置的贴合设备贴在步骤四的石墨烯电路层的对应pin脚上； 
步骤六：在导电双面胶上粘贴FPC：将贴有电容触控IC及其他电子元器件的FPC在放大镜的观察下，使用二维平台调整贴合位置，将FPC上的pin脚和电容传感器的pin脚一一对准，粘贴到导电双面胶形成的pin脚上。 
步骤七：通过OCA胶层将步骤六的产品贴合到盖板材料表面。 
(实施例2) 
见图2，图中显示的是两层石墨烯电路层的双点触控功能的石墨烯电容屏。基于实施例1的原理，还包括第二石墨烯电路层7、第二OCA胶层8以及第二导电双面胶层9；相邻的第一OCA胶层3与第二石墨烯电路层7之间设置硅胶层；FPC4与通过各两层导电双面胶层与两层的石墨烯电路层连接。 
以此类推，还可以得到包括多层石墨烯电路层的多点触控功能的石墨烯电容屏。 
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)

1.一种石墨烯电容屏，其特征在于：包括依次设置的硅胶基底层(1)、第一石墨烯电路层(2)和第一OCA胶层(3)；以及通过第一导电双面胶层(4)与第一石墨烯电路层(2)连接的FPC(5)。
2.根据权利要求1所述的一种石墨烯电容屏，其特征在于：还包括覆盖贴合在OCA胶层(3)另一面的盖板(6)。
3.根据权利要求2所述的一种石墨烯电容屏，其特征在于：还包括第二石墨烯电路层(7)至第N石墨烯电路层、第二OCA胶层(8)至第N OCA胶层以及第二导电双面胶层(9)至第N导电双面胶层，N为自然数，N≥2；所述相邻的OCA胶层与石墨烯电路层之间设置硅胶层；所述FPC(4)与通过各层导电双面胶层与全部的石墨烯电路层连接。
4.根据权利要求3所述的一种石墨烯电容屏，其特征在于：所述硅胶基底层(1)的厚度为0.1mm～3mm；所述各层OCA胶层的厚度为0.025～0.175mm；所述各层导电双面胶层的厚度为0.03-0.3mm。
5.根据权利要求5所述的一种石墨烯电容屏，其特征在于：所述盖板(5)为硅胶、PET、PC、玻璃和PMMA中的一种。
6.一种石墨烯电容屏的制作方法，其特征在于包含以下步骤：
步骤一：生长石墨烯导电膜；
步骤二：硅胶预处理；
步骤三：将步骤一的石墨烯导电膜转移到步骤二的硅胶膜材料上；
步骤四：在步骤三的石墨烯导电膜上蚀刻电容触控电路，形成石墨烯电路层；
步骤五：将导电双面胶胶贴到石墨烯电路层上；
步骤六：在导电双面胶上粘贴FPC。
7.根据权利要求6所述的一种石墨烯电容屏的制作方法，其特征在于：所述步骤二中，硅胶的预处理方法为：将硅胶膜材料经过弱碱清洗、纯水喷淋清洗、超声波清洗、风刀除水、烘干工序后形成洁净无尘的材料。
8.根据权利要求6所述的一种石墨烯电容屏的制作方法，其特征在于：所述步骤四中，电容触控电路刻蚀的方法为：采用红外线光纤激光器对硅胶膜片上的石墨烯层进行线路加工并引出pin脚，使之形成具备电容屏功能的透明电路层。
9.根据权利要求8所述的一种石墨烯电容屏的制作方法，其特征在于：所述步骤五中，对导电双面胶胶使用激光切割成pin脚，贴在步骤四的石墨烯电路层的对应pin脚上。
10.根据权利要求9所述的一种石墨烯电容屏的制作方法，其特征在于：所述步骤六中，将贴有电容触控IC的FPC在放大镜的观察下，使用二维平台调整贴合位置，贴合到导电双面胶形成的pin脚上。
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