CN107037933A - 一种三层透明电极结构的石墨烯电容式触摸屏的制作方法 - Google Patents

一种三层透明电极结构的石墨烯电容式触摸屏的制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及石墨烯触摸屏的加工工艺，具体为一种制作具有三层透明电极结构的石墨烯电容式触摸屏的新方法。触摸屏的三层电极分别为透明电极1、透明电极2和电磁屏蔽层，首先对用于透明电极1和透明电极2的石墨烯透明导电膜进行图形化加工，再分别转移到透明基材的正反面；然后对石墨烯透明电极进行压合FPC和光学胶加工，再在透明电极1表面贴合盖板；最后，采用第三层石墨烯透明导电膜作为电磁屏蔽层，贴合到透明电极2的表面。本发明通过采用第三层石墨烯透明电极作为电磁屏蔽层，可以在不增加触摸屏厚度的前提下提高使用稳定性。

Description

一种三层透明电极结构的石墨烯电容式触摸屏的制作方法
技术领域
本发明涉及石墨烯触摸屏的加工工艺，具体为一种制作具有三层透明电极结构的石墨烯电容式触摸屏的新方法。
背景技术
随着便携式个人消费电子产品的快速发展，电容式触摸屏得到了广泛的使用，轻薄化甚至柔性化是电容式触摸屏发展的必然趋势。透明导电薄膜是电容式触摸屏中的关键材料，用于制作触摸屏的透明电极。目前，普遍使用的氧化铟锡(ITO)等氧化物，存在柔性差和使用中易受外界条件的影响等突出问题。
石墨烯是一种新型的二维碳材料，相比于传统的ITO材料，石墨烯对近红外和可见光及紫外光均具有优异的透过率，具有优异的柔性、热稳定性和化学稳定性。因此，采用石墨烯作为透明电极制作电容式触摸屏在光学性能、柔韧性和轻薄化方面具有独特的优势。目前，已开发的石墨烯电容式触摸屏主要采用单层或双层透明电极的结构，具有此类结构的触摸屏容易受到电磁波的干扰，从而影响其操作稳定性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种三层透明电极结构的石墨烯电容式触摸屏的制作方法，通过采用第三层石墨烯透明电极作为电磁屏蔽层，可以在不增加触摸屏厚度的前提下提高使用稳定性。
本发明的技术方案是：
一种三层透明电极结构的石墨烯电容式触摸屏的制作方法，所述触摸屏的三层电极分别为透明电极1、透明电极2和电磁屏蔽层，首先对用于透明电极1和透明电极2的石墨烯透明导电膜进行图形化加工，再分别转移到透明基材的正反面；然后对石墨烯透明电极进行压合FPC和光学胶加工，再在透明电极1表面贴合盖板；最后，采用第三层石墨烯透明导电膜作为电磁屏蔽层，贴合到透明电极2的表面。
所述的三层透明电极结构的石墨烯电容式触摸屏的制作方法，石墨烯的平均层数为单层、少层或多层，层数为10层以下。
所述的三层透明电极结构的石墨烯电容式触摸屏的制作方法，石墨烯为采用化学气相沉积方法生长的石墨烯或析出方法生长的石墨烯。
所述的三层透明电极结构的石墨烯电容式触摸屏的制作方法，采用的光学胶为制作电容式触摸屏所使用的光学胶OCA薄膜。
所述的三层透明电极结构的石墨烯电容式触摸屏的制作方法，使用的透明基材为玻璃或聚对苯二甲酸乙二醇酯PET。
所述的三层透明电极结构的石墨烯电容式触摸屏的制作方法，对石墨烯透明导电膜进行图形化加工的方法为激光蚀刻法、等离子体蚀刻法或氧化法。
所述的三层透明电极结构的石墨烯电容式触摸屏的制作方法，所形成的图形化石墨烯透明导电膜包括导线部分。
所述的三层透明电极结构的石墨烯电容式触摸屏的制作方法，石墨烯电容式触摸屏的导线材料为银、铜、铜镍合金或钼铝合金，导线的制作方法为印刷、光刻或激光蚀刻。
本发明的特点及有益效果是：
1.本发明在常规双层石墨烯触摸屏的基础上，增加第三层石墨烯透明导电膜作为电磁屏蔽层，可以提高石墨烯电容屏对电磁波的抗干扰能力，具有更高的使用稳定性。
2.本发明将典型石墨烯触摸屏中的电极(透明电极1和透明电极2)各自使用独立基材的结构改进为共用一片基材，减少了基材的用量，因此在增加石墨烯电磁屏蔽层后仍与典型双层结构触摸屏具有相同的厚度。
附图说明
图1.制作三层透明电极结构的石墨烯电容式触摸屏的流程示意图。
具体实施方式
下面通过附图和实施例对本发明进一步详细描述。
如图1所示，在具体实施过程中，本发明采用一层透明材料作为图形化的石墨烯电极1(透明电极1)和图形化的石墨烯电极2(透明电极2)共用的基材。首先将石墨烯透明导电膜进行图形化加工，形成透明电极1和透明电极2，再分别将透明电极1和透明电极2转移到透明基材的正反面；然后对透明电极1和透明电极2进行制作导线、压合柔性电路板(FPC)和贴合光学胶等加工，并在透明电极1表面贴合盖板；最后，采用第三层石墨烯电极3(透明电极3)作为电磁屏蔽层，贴合到透明电极2的表面，从而完成触摸屏的制作，具体步骤如下：
(1)将石墨烯透明导电膜图形化；
(2)分别转移到同一透明基材的正反面，作为透明电极1和透明电极2；
(3)对石墨烯透明电极进行制作导线、压合FPC和贴合光学胶等加工；
(4)在透明电极1表面贴合盖板；
(5)将第三层石墨烯透明导电膜贴合到透明电极2表面，用作电磁屏蔽层。
实施例1
利用CVD法在金属铜箔上(厚度大于10μm，本实施例为25μm)生长单层占优的石墨烯。采用光刻工艺在铜箔表面对石墨烯进行图形化，分别形成透明电极1和透明电极2的图形。采用辊压的方法在石墨烯图形的表面贴合聚二甲基硅氧烷(PDMS)薄膜，然后将“PDMS/石墨烯/铜箔”连接上恒流电源的负极，用铂片作为正极。本实施例中，电解液为1mol/L的NaOH水溶液，将“PDMS/石墨烯/铜箔”浸入溶液中后，施加1安培电流，电解过程所用电压为4～6伏特，电解过程的操作温度在15～30℃，电解所产生的气体为氢气(H2)。待“PDMS/石墨烯”与铜箔完全分离后，将“PDMS/石墨烯”从NaOH溶液中取出，用水冲洗并完全干燥。采用玻璃作为透明基材，分别将“PDMS/石墨烯透明电极1”和“PDMS/石墨烯透明电极2”贴合在玻璃的正反面，压力0.1MPa。然后，将PDMS直接从石墨烯透明电极表面剥离，获得转移到玻璃上的石墨烯透明电极1和透明电极2。采用丝网印刷工艺，在石墨烯透明电极的表面制作银浆导线，并在130℃固化银浆。对石墨烯透明电极压合FPC后，利用OCA光学胶将石墨烯透明电极1的表面与触摸屏的盖板贴合。采用上述转移工艺，将铜箔上未图形化的石墨烯薄膜转移到玻璃基材上，再通过OCA光学胶贴合到石墨烯透明电极2的表面，从而制作完成三层透明电极结构的石墨烯电容式触摸屏。
实施例2
与实施例1不同之处在于，利用CVD法在金属铜箔上生长单层占优的石墨烯。采用激光蚀刻技术在铜箔表面对石墨烯进行图形化，分别形成以石墨烯作为导线的透明电极1和透明电极2的图形。采用辊压的方法在石墨烯图形的表面贴合热释放胶带，然后使用1mol/L浓度的三氯化铁溶液将铜箔蚀刻完全，并对“热释放胶带/石墨烯”进行水洗和干燥。采用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)作为透明基材，分别将“热释放胶带/石墨烯透明电极1”和“热释放胶带/石墨烯透明电极2”热辊压在PET的正反面，温度120℃，压力0.2MPa。将热释放胶带直接从石墨烯透明电极表面剥离，获得转移到PET上的石墨烯透明电极1和透明电极2。对透明电极压合FPC后，利用OCA光学胶将石墨烯透明电极1的表面与触摸屏的盖板贴合。采用上述转移工艺，将铜箔上未图形化的石墨烯薄膜转移到PET基材上，再通过OCA光学胶贴合到石墨烯透明电极2的表面，从而制作完成三层透明电极结构的石墨烯电容式触摸屏。
实施例结果表明，本发明作方法可以在不增加触摸屏厚度的前提下提高使用稳定性。

Claims (8)

1.一种三层透明电极结构的石墨烯电容式触摸屏的制作方法，其特征在于：所述触摸屏的三层电极分别为透明电极1、透明电极2和电磁屏蔽层，首先对用于透明电极1和透明电极2的石墨烯透明导电膜进行图形化加工，再分别转移到透明基材的正反面；然后对石墨烯透明电极进行压合FPC和光学胶加工，再在透明电极1表面贴合盖板；最后，采用第三层石墨烯透明导电膜作为电磁屏蔽层，贴合到透明电极2的表面。
2.按照权利要求1所述的三层透明电极结构的石墨烯电容式触摸屏的制作方法，其特征在于：石墨烯的平均层数为单层、少层或多层，层数为10层以下。
3.按照权利要求1所述的三层透明电极结构的石墨烯电容式触摸屏的制作方法，其特征在于：石墨烯为采用化学气相沉积方法生长的石墨烯或析出方法生长的石墨烯。
4.按照权利要求1所述的三层透明电极结构的石墨烯电容式触摸屏的制作方法，其特征在于：采用的光学胶为制作电容式触摸屏所使用的光学胶OCA薄膜。
5.按照权利要求1所述的三层透明电极结构的石墨烯电容式触摸屏的制作方法，其特征在于：使用的透明基材为玻璃或聚对苯二甲酸乙二醇酯PET。
6.按照权利要求1所述的三层透明电极结构的石墨烯电容式触摸屏的制作方法，其特征在于：对石墨烯透明导电膜进行图形化加工的方法为激光蚀刻法、等离子体蚀刻法或氧化法。
7.按照权利要求1所述的三层透明电极结构的石墨烯电容式触摸屏的制作方法，其特征在于：所形成的图形化石墨烯透明导电膜包括导线部分。
8.按照权利要求1所述的三层透明电极结构的石墨烯电容式触摸屏的制作方法，其特征在于：石墨烯电容式触摸屏的导线材料为银、铜、铜镍合金或钼铝合金，导线的制作方法为印刷、光刻或激光蚀刻。
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