一种用于弯曲触摸屏的碳-银复合靶材的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于靶材制造领域，尤其是一种用于弯曲触摸屏的碳-银复合靶材的制作 方法。
【背景技术】
[0002] 触摸屏又称为触控面板，是目前最简单、方便、自然的一种人机交互方式。触摸屏 是一种能够将藉由人的手或者输入用户命令的物体来选择显示在影像显示设备的屏幕上 的内容的输入设备。并且，随着科技的发展，触摸屏还可以取代额外耦合到影像显示设备的 输入设备，如键盘和鼠标，使用范围也逐渐增加。
[0003]目前市场上的触摸屏，主要构成材料为ITO(即铟锡氧化物通明导电材料，此种触 摸屏也称为"ITO触摸屏"。随着触摸屏技术在平板电脑和智能手机上的应用日益成熟，ITO 触摸屏日趋面临瓶颈的考验，其主要缺点如下：颜色偏黄、电导率较低、易脆、化学性质不稳 定、有毒、因铟日趋缺乏而价格不断攀升。并且，大多数的ITO触摸屏是以硬式玻璃基层和 硬化处理的塑料层为基底。因此，这种触摸屏不易弯折，在使用过程中，容易因弯折而损坏 屏幕，影响屏幕的使用寿命，亦限制了可携带触摸屏的尺寸，同时，由于这种不易弯折的触 摸屏不便于运输，也限制了大尺寸触摸屏的生产。 随着触摸屏的使用越来越普及，人们对触摸屏的使用场合也会有更多的要求，有时需 要在曲面内使用。因此，有必要提出一种可弯曲的触摸屏。目前，大多数技术人员采用以 PET(即聚对苯二甲酸乙二酯，俗称"涤纶树脂"）等柔性透明基材来取代硬式玻璃基层和硬 化处理的塑料层的方式来实现基底的弯曲，即，现有的可弯曲触摸屏是由ITO透明导电材 料结合柔性透明基材制成的，但是，由于其中的ITO透明导电材料本身不易弯折，因此，在 对这种可弯曲触摸屏进行弯折时，触摸屏仍然会因为断裂而失效。
【发明内容】
[0004] 本发明旨在提供一种用于弯曲触摸屏的碳-银复合靶材的制作方法，制得的复合 靶材可用于制备具有良好耐弯折性能的弯曲触摸屏，此弯曲触摸屏便于运输，为大尺寸触 摸屏批量生产提供了有利条件。
[0005] 本发明的一种用于弯曲触摸屏的碳-银复合靶材的制作方法，包括以下步骤： (1) 将碳材料水溶液进行超高速剪切力分散，再向碳材料水溶液中分别加入银盐、分散 剂和稳定剂，加热到60~90°c，持温10~120min，得到反应液，反应液中的银离子均匀析出在 碳材料的表面；所述的分散剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚甲基乙烯醚、聚丙烯酸中的 任意一种，或任意一种非离子型界面活性剂，或任意一种螯合剂；所述的稳定剂为聚乙烯亚 胺、柠檬酸钠、葡萄醣、十二烷基硫酸钠、聚乙烯吡咯烷酮中的任意一种，或任意一种树枝状 高分子； (2) 对反应液进行冷冻干燥，去除溶剂，获得表面吸附有纳米银颗粒的碳材料粉末； (3) 选用原料银，在真空熔炼设备中熔融成高温熔融液体银浆； (4) 将步骤（2)的表面吸附有纳米银颗粒的碳材料粉末投入到步骤（3)的银浆中，得到 高温混合浆料，以表面吸附有纳米银颗粒的碳材料粉末与原料银的质量总和为100%计，表 面吸附有纳米银颗粒的碳材料粉末、原料银的百分含量分别为：〇. 3~45%、55~99. 7% ; (5) 将高温混合浆料倒进400~600°C的模具内持温3~6小时进行均质化热处理，之 后，冷却获得铸锭，并对铸锭进行冷轧延和退火热处理，退火热处理的参数条件为：温度为 450~500°C，时间为0. 5~1. 5h，最终机床加工，即可获得碳-银复合靶材； 其中，步骤（1)中碳材料水溶液中的碳材料为纳米碳管或石墨烯或含有纳米碳管和石 墨稀的混合物。
[0006] 本发明具有如下技术效果： (1) 本发明采用碳材料水溶液先与银盐、分散剂和稳定剂进行混合，加热到60~90°C，持 温10~120min，此时，银离子在分散剂的作用下逐渐向碳材料方向移动，并在稳定剂的作用 下，反应液中的银离子均匀析出在碳材料的表面（即本发明的步骤（1))，从而制得表面吸附 有纳米银颗粒的碳材料粉末，可加快后续步骤（4)中碳材料混入高温熔融液体银的速度，提 高在高温熔融液体银浆中的分散均匀性，若未经上述步骤（1 )，则碳材料在投料后会悬浮在 高温熔融液体银浆的表面，既使碳材料可以被混入高温熔融液体银浆里，也容易产生团聚 的现象，严重影响最终产品的质量； (2) 本发明将高温混合浆料倒进400~600°C的模具内持温3~6小时进行均质化热处理， 使得混合浆料在固化之前保持良好的均匀度，以确保产品具有良好的均匀度； (3) 本发明可制得碳-银复合靶材，使得后续可一次性将碳-银复合靶材溅镀在透明基 板上，形成弯曲触摸屏，避免分批镀溅碳材料薄膜层和银材料薄膜层的麻烦，节省制程时间 与设备投资成本； (4) 本发明的碳-银复合靶材具有良好的耐弯折性能，其在重复弯折100次、每次弯折 120°角的情况下，不会出现断裂的问题； (5) 由于本发明的碳-银复合靶材具有良好的耐弯折性能，可用其制作具有耐弯折特 性的弯曲触摸屏，该弯曲触摸屏方便运输，降低了大尺寸触摸屏的运输成本，有利于大尺寸 触摸屏的批量生产；同时，弯曲触摸屏也具有便于携带的优点。
[0007] 本发明的步骤（3)中所述的原料银优选采用纯度为4N以上的银锭。原料银的纯 度越高，制成的靶材的电阻越小，导电率就越高，对提高触摸屏的反应速度就越有利。
[0008] 本发明的步骤（3)中真空熔炼设备的参数设置为：温度1050~1300°C、真空度 2Xl(T2Pa~3Xl(T2Pa。依此参数进行熔炼，可避免表面的银发生氧化，同时，银的熔融液体 与碳材料表面较容易进行润湿，银在碳材料表面的吸附性较好。
[0009] 为避免碳材料在高温熔融液体银浆中，由于碳材料与银浆的比重差异过大，造成 偏析现象，本发明的真空熔炼设备上配置有电磁搅拌装置，在将表面吸附有纳米银颗粒的 碳材料粉末投入到银浆之前，启动电磁搅拌装置，使得步骤（2)的表面吸附有纳米银颗粒的 碳材料粉末投入到步骤（3)的银浆中时，能够快速混合分散，避免出现偏析现象。
[0010] 本发明的步骤（1)中所述的银盐优选采用硝酸银或氯化银。选用硝酸银或氯化银， 具有容易取得、价格低、无毒性和无其他金属离子残留的优点。
[0011] 本发明的步骤（2)中所述的碳材料粉末表面吸附的纳米银颗粒的粒径大小优选控 制在10~50nm，既可避免当碳材料粉末表面吸附的纳米银颗粒的粒径小于10nm时纳米银颗 粒容易流失的现象，又可避免当碳材料粉末表面吸附的纳米银颗粒的粒径大于50nm时纳 米银颗粒不容易吸附在碳材料表面的现象。
[0012] 本发明的步骤（1)中所述的超高速剪切力优选23000~27000psi。这样，可避免剪 切力过高造成碳材料被粉碎，尺寸变小，不利于银离子的析出，从而，影响碳-银复合靶材 可承受的弯曲曲率；同时，也避免剪切力过低，带来的剪切时间的延长，甚至，还会出现混合 不均匀的现象