一种超窄边框石墨烯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超窄边框石墨烯触控传感器及其制备方法，其制备方法包括如下步骤：1)电极的制备a.在基材表面用磁控溅射法溅镀金属边框电极层；b.用黄光工艺将金属边框电极层蚀刻出适用于窄边框或超窄边框的电极，电极包括边框电极和向内部传感区延伸的引脚电极；2)含胶膜/石墨烯薄膜的处理：利用图形剥离工艺将含胶膜上的石墨烯膜部分剥离掉，使石墨烯膜的外缘漏出与边框电极相适应的边框区域；3)组合形成石墨烯触控传感器a.将步骤2)中处理好的含胶膜/石墨烯对位转移至步骤1)中的基材表面，使边框电极落入边框区域，石墨烯膜与引脚电极搭接，去除含胶膜；b.图案化石墨烯薄膜形成视窗区，再经过贴合、切割等工序制作成触控传感器。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种超窄边框触控传感器及其制备方法，用于手机触摸屏等，属于触摸屏研究领域。
技术介绍
触控屏(Touchpanel)又称为触控面板，是个可接收触头等输入讯号的感应式液晶显示装置，当接触了屏幕上的图形按钮时，屏幕上的触觉反馈系统可根据预先编程的程式驱动各种连结装置，可用以取代机械式的按钮面板，并借由液晶显示画面制造出生动的影音效果。SamuelHurst博士在1971年专利技术了一个触摸传感器，这个传感器就是触控屏的雏形。三年后，他设计了第一款透明的触控屏。1977年，触控屏技术得到了很大的改善，一直到今天仍在被广泛使用并且飞速发展。手机触摸屏分为两种：电阻屏和电容屏，目前流行的触摸屏多数都为lens屏，就是纯平电阻和镜面电容屏，诺基亚多数都为电阻屏的，电容屏的代表为iphone。电阻触屏俗称“软屏”，多用于WindowsMobile系统的手机；电容触屏俗称“硬屏”，如iPhone和G1等机器采用这种屏质。触控传感器是触膜屏的核心部件，目前主要利用透明ITO导电膜上设置金属引线，ITO导电膜用于触摸感应，金属引线用于传导电信号，从而实现触控传感。触控传感器分为可视区和金属引线区，可视区作为手机屏幕等触摸屏上显示光影的位置，金属引线区设置在ITO导电膜的周边，应用时，一般被不透明材料遮挡，则呈现在手机屏周边无感应位置。但是，ITO导电薄膜耐高温高湿效果差，耐弯折性差，因此，很多科学家都在寻求一种更好的材料。石墨烯透明导电薄膜的导电性和灵敏度极高，随着石墨烯透明导电薄技术的突飞猛进的发展，生产线的愈加成熟、生产成本较之前降低。石墨烯导电薄膜触控传感器随之诞生。石墨烯薄膜在触控传感器领域的应用研究已经多年，但是目前石墨烯触控产品始终无法实现可靠、批量生产和应用，主要是目前的石墨烯触控传感器基本结构和制造方法存在局限性，工艺可靠性低，产线效率和良率偏低，以及传统电极制造工艺无法做窄边框或者超窄边框，主要是传统电极制造工艺还存在重大技术改进空间。目前，石墨烯触摸屏电极主要为银浆，通过丝网印刷的方法印刷在石墨烯薄膜表面，再用激光刻蚀出线条，这样存在如下一些问题：1.印刷在石墨烯薄膜表面的银浆电极附着力较差，不能通过3M胶带标准百格测试；2.丝网印刷银浆加上激光刻蚀线条的工艺无法做窄边框或者超窄边框，因为激光刻蚀线条比较粗，宽度在30微米左右，和黄光制程有差距，黄光可做到15微米左右；3.传统激光刻蚀金属/银浆过程中会产生粉尘，石墨烯膜不能像ITO膜那样可以直接用无尘布擦拭或者用胶带粘尘，因此减少清洁过程也非常关键，可以提高产线效率和产品的外观及功能良率。以上这些问题导致了石墨烯薄膜触控传感器在可靠性、超窄边框、量产性等方面存在诸多问题，限制了石墨烯薄膜应用技术的扩展。
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，提供了一种窄边框或超窄边框石墨烯触控传感器的制备方法；本专利技术的另一目的是提供一种具有超窄边框的石墨烯触控传感器。本专利技术的目的通过以下技术方案来具体实现：一种超窄边框石墨烯触控传感器的制备方法，包括如下步骤：1)电极的制备a.在基材表面用磁控溅射法溅镀金属边框电极层；b.用黄光工艺将金属边框电极层蚀刻出适用于窄边框或超窄边框的电极，电极包括边框电极和向内部传感区延伸的引脚电极；2)含胶膜/石墨烯薄膜的处理：利用图形剥离工艺将含胶膜上的石墨烯膜部分剥离掉，使石墨烯膜的外缘漏出与边框电极相适应的边框区域；3)组合形成石墨烯触控传感器a.将步骤2)中处理好的含胶膜/石墨烯对位转移至步骤1)中的基材表面，使边框电极落入边框区域，石墨烯膜与引脚电极搭接，去除含胶膜；b.图案化石墨烯薄膜形成视窗区，再经过贴合、切割等工序制作成触控传感器。优选的，所述步骤1)中的步骤b中，一并刻蚀出靶标位置；所述步骤2)中，还利用图形剥离工艺一并制作出靶标位置。利用靶标，有利于更加准确的贴合。优选的，所述步骤1)中，所述基材为PE(聚乙烯)膜、PET(聚苯二甲酸乙二醇酯)膜、OPP(定向聚丙烯)膜、PP(聚丙烯)膜、PVC(聚氯乙烯)膜、光学膜OCA、AR保护膜、全氟磺酸树脂膜、PI膜、COC(环烯烃类共聚物)膜、PPS(聚苯硫醚)膜、、有机玻璃或玻璃，优选为PET膜；所述基材的厚度为20μm-200μm，例如：20μm、30μm、50μm、60μm、70μm、80μm、90μm、100μm、120μm、150μm、170μm、180μm、200μm，等；优选为50μm-125μm，例如：50μm、60μm、70μm、75μm、80μm、85μm、90μm、100μm、110μm、115μm、120μm、125μm，等。OCA(OpticallyClearAdhesive)用于胶结透明光学元件(如镜头等)的特种粘胶剂，OCA光学胶是重要触摸屏的原材料之一。是将光学亚克力胶做成无基材，然后在上下底层，再各贴合一层离型薄膜，是一种无基体材料的双面贴合胶带。它是触控屏之最佳胶粘剂。全氟磺酸树脂(Nafion-H)是现在已知的最强固体超强酸，具有耐热性能好、化学稳定性和机械强度高等特点。优选的，所述步骤1)中，所述金属边框电极层的材料为金、银、铜、铝、镍、铬、钼或铂的金属单质或合金。优选的，所述步骤1)中，所述金属边框电极层的厚度为50nm-5μm，优选100nm-500nm。优选的，所述步骤2)中，所述石墨烯膜为单层石墨烯或多层石墨烯构成，优选单层石墨烯。石墨烯可以掺杂或者不掺杂。优选的，所述步骤2)中，所述图形剥离工艺采用激光直写工艺或者掩膜板结合等离子刻蚀工艺。所述激光直写即用激光直接将材料表面的石墨烯部分扫除；所述掩膜板结合等离子刻蚀即在材料表面遮盖一块掩膜板，然后用等离子刻蚀掉没有掩膜板遮盖的区域的石墨烯。优选的，所述步骤3)中，所述含胶膜采用有机硅压敏胶膜、PMMA、PI、PU或热释放胶带，优选有机硅压敏胶膜；优选的，所述含胶膜的厚度为40μm-250μm，例如：40μm、50μm、60μm、70μm、80μm、90μm、100μm、110μm、120μm、130μm、140μm、150μm、160μm、180μm、200μm、210μm、220μm、230μm、240μm、250μm，等；优选为75μm-150μm，例如：75μm、80μm、85μm、90μm、100μm、105μm、120μm、125μm、130μm、140μm、150μm，等。含胶膜理论上越薄越好，但实际上，为了达到理想的效果，厚度在75μm-150μm最佳。优选的，所述步骤3)中，所述含胶膜去除方法采用降粘处理工艺。所述转移过程参见专利号201410238058.X中公开的石墨烯的转移方法。优选的，所述步骤3)中，所述图案化采用激光蚀刻石墨烯。优选的，所述步骤3)中，所述石墨烯与引脚搭接的区域宽度为0.1mm-2mm，例如：0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、1.0mm、1.2mm、1.3mm、1.5mm、1.6mm、1.7mm、1.9mm、2.0mm，等；优选0.5mm-1mm，例如：0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1.0mm，等。利用本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超窄边框石墨烯触控传感器的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：1)电极的制备a.在基材表面用磁控溅射法溅镀金属边框电极层；b.用黄光工艺将金属边框电极层蚀刻出适用于窄边框或超窄边框的电极，电极包括边框电极和向内部传感区延伸的引脚电极；2)含胶膜/石墨烯薄膜的处理：利用图形剥离工艺将含胶膜上的石墨烯膜部分剥离掉，使石墨烯膜的外缘漏出与边框电极相适应的边框区域；3)组合形成石墨烯触控传感器a.将步骤2)中处理好的含胶膜/石墨烯对位转移至步骤1)中的基材表面，使边框电极落入边框区域，石墨烯膜与引脚电极搭接，去除含胶膜；b.图案化石墨烯薄膜形成视窗区，再经过贴合、切割等工序制作成触控传感器。

【技术特征摘要】
1.一种超窄边框石墨烯触控传感器的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：1)电极的制备a.在基材表面用磁控溅射法溅镀金属边框电极层；b.用黄光工艺将金属边框电极层蚀刻出适用于窄边框或超窄边框的电极，电极包括边框电极和向内部传感区延伸的引脚电极；2)含胶膜/石墨烯薄膜的处理：利用图形剥离工艺将含胶膜上的石墨烯膜部分剥离掉，使石墨烯膜的外缘漏出与边框电极相适应的边框区域；3)组合形成石墨烯触控传感器a.将步骤2)中处理好的含胶膜/石墨烯对位转移至步骤1)中的基材表面，使边框电极落入边框区域，石墨烯膜与引脚电极搭接，去除含胶膜；b.图案化石墨烯薄膜形成视窗区，再经过贴合、切割等工序制作成触控传感器。2.根据权利要求1所述的超窄边框石墨烯触控传感器的制备方法，其特征在于：所述步骤1)中的步骤b中，一并刻蚀出靶标位置；所述步骤2)中，还利用图形剥离工艺一并制作出靶标位置。3.根据权利要求1所述的超窄边框石墨烯触控传感器的制备方法，其特征在于：所述步骤1)中，所述基材为PE膜、PET膜、OPP膜、PP膜、PVC膜、光学膜OCA、AR保护膜、全氟磺酸树脂膜、PI膜、COC膜、PPS膜、有机玻璃或玻璃，优选为PET；优选的，所述基材的厚度为20μm-200μm，优选为50μm-125μm。4.根据权利要求1所述的超窄边框石墨烯触控传感器的制备方法，其特征在于：所述步骤1)中，所述金属边框电极层的材料为金、银、铜、铝、镍、铬...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨军，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