一种基于石墨烯的超薄柔性电容式触控传感器及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种基于石墨烯的超薄柔性电容式触控传感器，包括：超薄的柔性膜，包括a面和b面；a面和b面分别设有通道电极；设置于a面的第一导电层，所述第一导电层通过设置于a面的通道电极与电容式触控传感器的电容感应芯片连接，所述第一导电层由一层或多层石墨烯薄膜图案化而成；设置于第一导电层表面的第一光学胶层；设置于b面的第二导电层，所述第二导电层通过设置于b面的通道电极与电容式触控传感器的电容感应芯片连接，所述第二导电层由一层或多层石墨烯薄膜图案化而成；设置于第二导电层表面的第二光学胶层。

Ultra thin flexible capacitive touch sensor based on graphene and preparation method thereof

The invention discloses a thin flexible capacitive touch sensor, based on graphene include: flexible ultrathin film, including a and B; a and B are respectively provided with a channel arranged on the a electrode; the first conductive layer, the first conductive layer arranged on the surface of a through the channel of the electric capacitance sensor chip and the capacitive touch sensor connected to the first conductive layer is composed of one or more layers of graphene films patterned and arranged on the first optical layer; a first conductive layer surface; the second conductive layer is arranged on the B, the second conductive layer is arranged on the surface of the electrode through the B channel with capacitive touch sensor capacitor the induction chip is connected with the second conductive layer by layer or multilayer graphene film patterned into; arranged on the second surface of the conductive layer of the optical layer second.

【技术实现步骤摘要】
一种基于石墨烯的超薄柔性电容式触控传感器及其制备方法
本专利技术涉及一种超薄柔性电容式触控传感器，属于石墨烯电子器件制造领域。
技术介绍
传统电容式触控传感器因为采用的是传统材料ITO，无法实现较好的柔性，同样，由于ITO薄膜易碎，在制作触控传感器的时候，十分容易因为弯折造成ITO性质发生突变，如导电性变差，这种时候只能通过增加ITO厚度和衬底的厚度，减少制作过程中的弯折，但是这样会导致整体厚度的增加，无法实现器件结构的超薄。但是随着柔性电子和可穿戴行业的蓬勃发展，超薄超柔的电容式触控传感器的需求越来越大，现有方案一般是基于ITO，通过双面镀ITO膜并加工图案或采用单面搭桥结构，可以制备出有弯折曲率半径最低5mm左右的整体厚度不低于125微米的电容式触控传感器，但是其工艺复杂，成本昂贵，良率也较低，无法满足市场的需求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提供了一种基于石墨烯的超薄柔性电容式触控传感器；本专利技术的另一目的是提供上述基于石墨烯的超薄柔性电容式触控传感器的制备方法。本专利技术的目的通过以下技术方案来具体实现：一种基于石墨烯的超薄柔性电容式触控传感器，包括：超薄的柔性膜，包括a面和b面；a面和b面均设有通道电极；设置于a面的第一导电层，所述第一导电层通过设置于a面的通道电极与电容式触控传感器的电容感应芯片连接，所述第一导电层由一层或多层石墨烯薄膜图案化而成；设置于第一导电层表面的第一光学胶层；设置于b面的第二导电层，所述第二导电层通过设置于b面的通道电极与电容式触控传感器的电容感应芯片连接，所述第二导电层由一层或多层石墨烯薄膜图案化而成；设置于第二导电层表面的第二光学胶层。优选地，所述超薄柔性膜为透明的高分子聚合物薄膜。所述超薄柔性膜的厚度为1μm-1000μm，进一步优选为25μm-50μm。优选地，所述电极采用金属浆料或者采用金属箔。所述金属浆料或金属箔采用银、铜、镍、铬或铝中的一种或多种的合金。优选地，所述第一导电层和第二导电层均为1-5层的石墨烯薄膜，优选单层石墨烯薄膜。优选地，所述a面的通道电极的一端与第一导电层的边缘搭接，另一端与电容感应芯片连接；所述b面的通道电极的一端与第二导电层的边缘搭接，另一端与电容感应芯片连接。优选地，所述第一光学胶层、第二光学胶层均采用无色透明的双面胶。进一步优选的，所述第一光学胶层和第二光学胶层的厚度均为1-1000μm，最佳为10-150μm。一种基于石墨烯的超薄柔性电容式触控传感器的制备方法，包括如下步骤：1)通道电极的形成将超薄的柔性膜的两面分别记为a面和b面，并在两面表面分别制作电容式触控传感器的通道电极和定位标；2)a面结构的形成在超薄的柔性膜的a面上，转移石墨烯薄膜，再对a面的石墨烯膜进行图案化处理，使其形成第一层透明触控传感区域电极图案，第一导电层制作完毕；之后再在图案化的石墨烯膜表面贴合光学胶层；3)b面结构的形成采用在气相沉积法得到的金属衬底/石墨烯膜，在石墨烯转移至超薄的柔性膜的b面之前对石墨烯膜进行图案化处理，形成第二层透明触控传感区域电极的图案及定位标图案，第二导电层制作完毕；再通过定位标精准的转移至超薄的柔性膜的b面，之后再在b面石墨烯膜的表面贴合光学胶层，即可。电容式触控传感器的电极通常设置于a面或b面的边缘，采用金属走线的方式，尽可能的减少其占用面积，以增大屏幕可视区的面积。根据电容式触控传感器的的需求，可以在a面或b面转移多层石墨烯膜。如果，需要在a面设置两层石墨烯膜，则需要将两片CVD生长出的单层石墨烯依次转移至a面，形成由两个单层石墨烯叠在一起的石墨烯膜。b面亦然。优选地，所述步骤2)中，所述图案化处理采用激光直写或等离子体刻蚀的方法。上述步骤3)可以采用两种不同的方法，主要区别在于图案化石墨烯的时机。一种是在CVD法生长的金属衬底上直接对生长的石墨烯直接进行图案化。一种是在利用转移膜转移过程中，转移膜贴合于石墨烯表面后，采用激光直写方法透过转移膜进行图案化。一种是在利用转移膜转移过程中，在石墨烯完全转移至转移膜后，采用激光直写或等离子体刻蚀方法对石墨烯进行图案化。激光直写的图案化方法，即可以直接作用于裸露的石墨烯表面，也可以透过透明的转移膜对石墨烯进行图案化刻蚀。等离子体需要直接作用于石墨烯表面。上述步骤3)具体的方法步骤如下。方法一，所述步骤3)的具体工艺包括如下步骤：①采用在气相沉积法得到的金属衬底/石墨烯膜，在金属衬底/石墨烯膜的石墨烯膜表面贴合转移膜，形成金属衬底/石墨烯膜/转移膜的复合结构；②用激光透过转移膜面对石墨烯表面进行图案化刻蚀；③刻蚀掉金属衬底，得到图案化的石墨烯/转移膜的结构；④再将步骤③得到的图案化的石墨烯/转移膜的石墨烯面与所述超薄的柔性膜的b面根据定位图案进行精确对位，去除转移膜，即可完成将石墨烯转移；⑤在b面的图案化的石墨烯膜表面贴合光学胶。方法二，所述步骤3)的具体工艺包括如下步骤：①采用在气相沉积法得到的金属衬底/石墨烯膜，在金属衬底/石墨烯膜的石墨烯膜表面贴合转移膜，刻蚀掉金属衬底，得到石墨烯/转移膜的复合结构；②用激光透过转移膜面对石墨烯表面进行图案化刻蚀，或者用激光或等离子体直接对石墨烯进行图案化刻蚀；③再将步骤②得到的图案化的石墨烯/转移膜的石墨烯面与所述超薄的柔性膜的b面根据定位图案进行精确对位，去除转移膜，即可完成将石墨烯转移；④在b面的图案化的石墨烯膜表面贴合光学胶方法三，所述步骤3)的具体工艺包括如下步骤：①采用在气相沉积法得到的金属衬底/石墨烯膜，直接对石墨烯膜进行图案化处理，所述图案化处理优选采用激光直写或等离子体刻蚀的方法；②在步骤①得到的金属衬底/图案化的石墨烯膜的石墨烯膜表面贴合转移膜，在刻蚀掉金属衬底，得到图案化的石墨烯膜/转移膜的复合结构；③再将步骤②得到的图案化的石墨烯/转移膜的石墨烯面与所述超薄的柔性膜的b面根据定位图案进行精确对位，去除转移膜，即可完成将石墨烯转移；④在b面的图案化的石墨烯膜表面贴合光学胶。所述转移膜采用热释放胶、热减粘胶、静电膜、硅胶防静电膜、PU防静电膜或亚克力防静电膜等，为一种透明的具有一定粘性的胶膜，起到在石墨烯转移过程中作为石墨烯薄膜转移介质的作用。本专利技术中的CVD石墨烯生长衬底为Pt、Ni、Cu、Co、Ir、Ru、Au、Ag等金属及其合金等导体、或者Si、SiO2、Al2O3等半导体、或者两者的复合材料。所述刻蚀金属衬底，采用化学法腐蚀生长衬底、电化学法腐蚀金属衬底、鼓泡法、机械剥离法，或上述四种方法的复合使用。本专利技术有益效果：本专利技术通过使用石墨烯作为触控传感器透明触控传感区域的透明导电电极，通过特殊的结构设计和加工工艺的设计，一方面克服了传统ITO材料的缺点，另一方面也依据石墨烯的特有性质，在常见石墨烯电容式触控传感器的基础上进行了创新，实现了超薄超柔性且低成本，工艺简单的透明电容式触控传感器。本专利技术是在一层薄膜两面分别制作石墨烯层，并对石墨烯层分别进行图案化，使电容式触控传感器整体厚度实现了超薄，可实现100μm内的厚度。本专利技术中两面石墨烯采用不同的加工工艺，克服了两层石墨烯图案化时会互相干扰的难题，将两次图案化在不同基底上完成。本专利技术中的电容式触控传感器为双层薄膜基底传感器结构的电容屏，灵敏度高，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于石墨烯的超薄柔性电容式触控传感器，其特征在于：包括：超薄的柔性膜，包括a面和b面；a面和b面分别设有通道电极；设置于a面的第一导电层，所述第一导电层通过设置于a面的通道电极与电容式触控传感器的电容感应芯片连接，所述第一导电层由一层或多层石墨烯薄膜图案化而成；设置于第一导电层表面的第一光学胶层；设置于b面的第二导电层，所述第二导电层通过设置于b面的通道电极与电容式触控传感器的电容感应芯片连接，所述第二导电层由一层或多层石墨烯薄膜图案化而成；设置于第二导电层表面的第二光学胶层。

【技术特征摘要】
1.一种基于石墨烯的超薄柔性电容式触控传感器，其特征在于：包括：超薄的柔性膜，包括a面和b面；a面和b面分别设有通道电极；设置于a面的第一导电层，所述第一导电层通过设置于a面的通道电极与电容式触控传感器的电容感应芯片连接，所述第一导电层由一层或多层石墨烯薄膜图案化而成；设置于第一导电层表面的第一光学胶层；设置于b面的第二导电层，所述第二导电层通过设置于b面的通道电极与电容式触控传感器的电容感应芯片连接，所述第二导电层由一层或多层石墨烯薄膜图案化而成；设置于第二导电层表面的第二光学胶层。2.根据权利要求1所述的基于石墨烯的超薄柔性电容式触控传感器，其特征在于：所述超薄柔性膜为透明的高分子聚合物薄膜，优选地，其厚度为1μm-1000μm，进一步优选为25μm-50μm。3.根据权利要求1所述的基于石墨烯的超薄柔性电容式触控传感器，其特征在于：所述通道电极采用金属浆料或者采用金属箔，优选的，所述金属浆料或金属箔采用银、铜、镍、铬或铝中的一种或多种的合金。4.根据权利要求1所述的基于石墨烯的超薄柔性电容式触控传感器，其特征在于：所述第一导电层和第二导电层均为1-5层的石墨烯薄膜，优选单层石墨烯薄膜；优选地，所述a面的通道电极的一端与第一导电层的边缘搭接，另一端与电容感应芯片连接；所述b面的通道电极的一端与第二导电层的边缘搭接，另一端与电容感应芯片连接。5.根据权利要求1所述的基于石墨烯的超薄柔性电容式触控传感器，其特征在于：所述第一光学胶层、第二光学胶层均采用无色透明的双面胶，优选地，所述第一光学胶层厚度1-1000μm，优选10-150μm；优选地，所述第二光学胶层的厚度为1-1000μm，优选10-150μm。6.一种基于石墨烯的超薄柔性电容式触控传感器的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：1)通道电极的形成将超薄的柔性膜的两面分别记为a面和b面，并在两面表面分别制作电容式触控传感器的通道电极和定位标；2)a面结构的形成在超薄的柔性膜的a面上，转移石墨烯薄膜，再对a面的石墨烯膜进行图案化处理，使其形成第一层透明触控传感区域电极的图案，第一导电层制作完毕；之后再在图案化的石墨烯膜表面贴合光学胶层；3)b面结构的形成采用在气相沉积法得到的金属衬底/石墨烯膜，在石墨烯转移至超薄的柔性膜的b面之前对石墨烯膜...

【专利技术属性】
技术研发人员：王炜，谭化兵，
申请(专利权)人：无锡格菲电子薄膜科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32