石墨烯薄膜触控面板的制造方法
【专利摘要】石墨烯薄膜触控面板的制造方法，包括：通过化学气相沉积制程使石墨烯薄膜生长于催化剂金属上，再转印石墨烯薄膜于基板上；在石墨烯薄膜上形成图形化光罩；以强氧化剂接触石墨烯薄膜未被光罩遮蔽的第一区域，以改变第一区域的官能基状态，使第一区域形成绝缘体，石墨烯薄膜的第一区域以外的第二区域形成X或Y感测线路的图案；以及去除光罩。藉由免蚀刻方式将石墨烯应用于触控面板使石墨烯薄膜材料经强氧化剂反应后的物理结构依旧保持连续完整，本发明具有使电性图形化但物理结构连续化的石墨烯薄膜进行转印制程时不易破裂，以有效提高转印制程的合格率。
【专利说明】
石墨烯薄膜触控面板的制造方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种石墨烯薄膜触控面板的制造方法，特别是涉及一种免蚀刻制程的石墨烯薄膜触控面板的制造方法。
【背景技术】
[0002]化学气相沉积(CVD, Chemical Vapor Deposit1n)为半导体产业成长薄膜所使用的技术。典型的CVD制程是将晶圆(基底)暴露在一种或多种不同的前驱物下，在基底表面发生化学反应或/及化学分解来产生欲沉积的薄膜。反应过程中通常也会伴随产生不同的副产品，但大多会随着气流被带走，而不会留在反应腔(React1n chamber)中。微制程大都使用CVD技术来沉积不同形式的材料，包括单晶、多晶、非晶及磊晶材料。这些材料有硅、碳纤维、碳纳米纤维、纳米线、纳米碳管、S12、娃锗、妈、娃碳、氮化娃、氮氧化娃及各种不同的尚介电系数等材料。
[0003]蚀刻(Etching)是以化学药品与材料产生化学反应，将材料中不需要的部分溶解而去除掉，而保留下需要的部分，目前使用的方法有湿式蚀刻技术与干式蚀刻技术两种，广泛的应用在半导体与微机电系统制程上，可以产生任何微小的凸出构造。
[0004]干式蚀刻的优势在于微结构控制良好，对电性上也可以得到较佳的表现，但所需面临的最大问题在于真空机台本身抵抗环境中粒子(Particle)及反应产生的固态副产物能力较差，湿式蚀刻则可与干式蚀刻优缺点互补。湿式蚀刻的优点是制程单纯，产能速度快，并且具有优秀的蚀刻选择比。不过，因为湿式蚀刻利用化学反应来进行薄膜的移除，而化学反应的发生并无特定的方向性，故湿式蚀刻的另一特点为等向性的蚀刻。蚀刻后的剖面有明显的底切(Undercut)现象存在。湿式蚀刻反应过程大概可分为三个阶段:(I)反应物质扩散到欲被蚀刻材质的表面，(2)反应物与被蚀刻薄膜反应，(3)反应后的产物从蚀刻表面扩散到溶液中，并随溶液被排出。在此三个阶段中，反应最慢的就是蚀刻速率的控制关键，也就是说，阶段的进行速率即是反应速率。湿式蚀刻的进行，通常先利用氧化剂，如硅、铝蚀刻时的硝酸，将被蚀刻材料氧化，形成氧化物(eg.S12, Al2O3),再利用另一溶剂，如硅蚀刻中的氢氟酸(HF)，铝蚀刻中的磷酸(H3PO4),来将此氧化层溶解，并随溶液排除，然后新的氧化层再度形成，反复前述步骤，如此便可达到蚀刻的效果。
[0005]电容式触控面板的工作原理是侦测手指的静电电容对感测面所带来的电容变化。投射电容式触控技术可分为线传感(Wire Sensing)与电网传感(Grid Sensing)两大类，其中线传感将细金属线夹在玻璃板(或塑料膜)之间，成为触摸传感器。金属线的直径约为数十微米，排列成复杂的图案，即使隔着20毫米厚的玻璃，也能侦测到X与Y两个方向的讯号，可用在户外或防爆的环境中。另一方面，电网传感以排列成格子状的透明导电膜为触摸传感器，是目前智能型手机等手机上使用的投射电容式触控技术。
[0006]在石墨稀薄膜触控面板结构里，石墨稀的角色为替代氧化铟锡(ΙΤ0, Indium TinOxide)材料的透明电极，而目前石墨烯薄膜应用于触控面板的技术为将不需要的石墨烯薄膜区域利用激光束或氧(O2)电浆蚀刻掉，而此方法会在制作图形化转移过程中发生石墨烯薄膜破裂造成合格率降低。
[0007]因此，提供一种免蚀刻制程的石墨烯薄膜触控面板的制造方法，其制程在电性图形化的石墨烯薄膜薄膜进行转印制程时，使所述石墨烯薄膜薄膜材料物理结构依旧保持连续完整，并有效提高转印制程的合格率，成为本领域技术人员亟待解决的技术难题。
【发明内容】
[0008]本发明的目的是提供一种石墨烯薄膜触控面板的制造方法，以免蚀刻制程的强氧化剂与石墨烯薄膜产生反应，使所述石墨烯薄膜薄膜材料物理结构依旧保持连续完整。
[0009]为实现上述目的，本发明提供一种石墨烯薄膜触控面板的制造方法，其包括:提供基板，并在基板上形成石墨烯薄膜，在所述石墨烯薄膜上形成图形化光罩，以强氧化剂接触所述石墨烯薄膜未被所述光罩遮蔽的第一区域，以改变所述第一区域的官能基状态，使所述第一区域形成绝缘体，所述石墨烯薄膜的所述第一区域以外的第二区域形成X或Y感测线路的图案后去除所述光罩。
[0010]在本发明的一实施例中，在所述基板上形成石墨烯薄膜的步骤为通过固态材料的化学技术制程使石墨烯薄膜生长于以金属为主要活性组份的固体催化剂上，转印石墨烯薄膜于基板上。
[0011]在本发明的一实施例中，X及Y感测线路的图案在所述基板的同一面，所述X及Y感测线路的图案桥接的部分用绝缘材料隔开，桥接X及Y感测线路的图案。
[0012]在本发明的另一实施例中，X及Y感测线路的图案分别形成于两个所述基板上，后将基板以用于胶结透明光学组件的特种粘胶剂贴合，再接合软性印刷电路板。
[0013]在本发明的一实施例中，基板为透明基板。
[0014]在本发明的一实施例中，基板为玻璃面板、塑料面板或石英面板。
[0015]在本发明的一实施例中，强氧化剂为固态、液态、气态或电浆态。
[0016]在本发明的一实施例中，第一区域形成绝缘体后，使用溶剂将留在所述石墨烯薄膜上残留的强氧化剂予以去除。
[0017]本发明因采用免蚀刻方式将石墨烯应用于触控面板，因石墨烯薄膜薄膜材料经强氧化剂反应后物理结构依旧保持连续完整，使已图形化的石墨烯薄膜进行转印制程时不易破裂，具有有效提高转印制程合格率的优点。
【附图说明】
[0018]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明。
[0019]图1是本发明的石墨烯薄膜触控面板的制造方法的一示意性实施例的流程图。
[0020]图2是本发明的石墨烯薄膜触控面板的制造方法的一示意性实施例的示意图。
[0021]图3是本发明的石墨烯薄膜触控面板的一示例性实施例的示意图。
[0022]图4是本发明的石墨烯薄膜触控面板的一示例性实施例的立体示意图。
[0023]图5是图3的A区的放大图。
[0024]图6是本发明的石墨烯薄膜触控面板的另一示例性实施例的示意图。
[0025]标记说明:
I强氧化剂 2基板 3第一区域 4第二区域 5软性电路板 6石墨烯薄膜 7光罩
8X感测线路
9Y感测线路 10光学胶
11金属桥接 SI导电基板
S2预设石墨烯薄膜非导电区 S3披覆强氧化剂
S4氧化反应改变石墨烯薄膜官能基状态 S5完成石墨烯薄膜导电区与石墨烯薄膜非导电区。
【具体实施方式】
[0026]图1所示为本发明实施例的一种石墨烯薄膜触控面板的制造方法的一示意性实施例的流程图，图2所示为本发明的石墨烯薄膜触控面板的制造方法的一示意性实施例的示意图，图3是一种本发明的石墨烯薄膜触控面板的一示例性实施例的示意图，图4是本发明的石墨烯薄膜触控面板的一示例性实施例的立体示意图，图5是一种图3的A区的放大图，图6是本发明的石墨烯薄膜触控面板的另一示例性实施例的示意图。
[0027]为了防止目前制程利用激光束或O2电浆把不必要的石墨烯薄膜材料蚀刻掉，本发明采用以下方法:请参照图1，图1是石墨烯薄膜触控面板的制造方法的一示意性实施例的流程图。其所示为在步骤SI导电基板上进行选择不需使用区域择取绝缘区域，在步骤S2预设石墨烯薄膜非导电区，并接着在非导电区上进行步骤S3披覆强氧化剂而使非导电区改变石墨烯薄膜官能基，所述强氧化剂可为固态、液态、气态、电浆态的任一种态样，步骤S4为待氧化反应改变石墨稀薄膜官能基状态进行处理，接着步骤S4进行步骤S5完成石墨稀薄膜导电区与石墨烯薄膜非导电区的区隔，而达到石墨烯薄膜材料的物理结构连续完整而提高转印制程合格率的作用。
[0028]图2是本发明的石墨烯薄膜触控面板的制造方法的一示意性实施例的示意图，基板2上透过化学气相沉积制程使石墨烯薄膜6生长于以金属为主要活性组份的固体催化剂上，金属催化剂主要是贵金属及铜、铁、钴、镍等过度元素。其中，催化剂分为单金属和多金属催化剂；生成的石墨稀薄膜6转印于基板2上，其中，因石墨稀层材料物理结构依旧连续完整，其转印的方法包括:网版印刷(Screen Printing)、转印(Transfer Printing)、凹版印刷(Gravure)、凸版印刷(Letterpress)、喷墨(Inkjet)、浸泡(Dipping)、旋转涂布法(Spin Coating)、喷涂(Spray)法、逗号涂布法(Comma Coating)、线棒涂布法(RDSCoating)、平版印刷(Lithography)、狭缝式涂布法(Die Coating)、帘幕式涂布法(CurtainCoating)与滚筒涂布法(Roller Coating)其中之一；接着，形成图形化光罩7，以强氧化剂I接触石墨烯薄膜6未被光罩7遮蔽的第一区域3，以改变第一区域3官能基状态，使第一区域3形成绝缘体，第一区域3以外的第二区域4形成X或Y感测线路的图案后，使用水或有机溶剂将留在所述石墨烯薄膜6上残留的强氧化剂I予以去除。
[0029]石墨烯薄膜触控面板的一示例性实施例的示意图请参阅图3、图4或图5。强氧化剂去除后，接着，去除光罩，基板2上X感测线路8与Y感测线路9连结的部分用光阻或是保护膜(over coat)隔开，再用金属桥接11 (metal bridge) X (或Y)感测线路和X (或Y)感测线路连接。
[0030]图6是本发明的石墨烯薄膜触控面板的制另一示例性实施例的示意图，藉由一种石墨烯薄膜触控面板的制造方法形成X基板及Y基板的感测线路，X感测线路8及Y感测线路9的图案分别形成于两基板上，后将两基板以光学胶10 (OCA, Optically Clear Adhesive)贝占合，再接合软性电路板5 (FPC, Flexible Print Circuit)。
[0031]综上所述，本发明所提出的一种免蚀刻制程的石墨烯薄膜触控面板的制造方法，其利用强氧化剂方法改变石墨烯官能基形成非蚀刻的绝缘区，因此本发明不需使用蚀刻来进行制程。相较于先前技术，本发明在制作图形化转移过程中发生石墨烯薄膜不因蚀刻破裂原官能基造成合格率降低，因此本发明使非导电区石墨烯薄膜薄膜材料物理结构保持连续完整，并有效提高转印制程的合格率。
[0032]以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.石墨烯薄膜触控面板的制造方法，其特征在于，包括: 提供基板； 在所述基板上形成石墨稀薄膜； 在所述石墨烯薄膜上形成图形化光罩； 以强氧化剂接触所述石墨烯薄膜未被所述光罩遮蔽的第一区域，以改变所述第一区域的官能基状态，使所述第一区域形成绝缘体，所述石墨烯薄膜的所述第一区域以外的第二区域形成X感测线路的图案，或者形成Y感测线路的图案，或者形成X及Y感测线路的图案；和 去除所述光罩。2.根据权利要求1所述的石墨烯薄膜触控面板的制造方法，其中，在所述基板上形成所述石墨烯薄膜的步骤包括透过固态材料的化学技术制程使所述石墨烯薄膜生长于催化剂金属上，再转印所述石墨烯薄膜于所述基板上。3.根据权利要求2所述的石墨烯薄膜触控面板的制造方法，其中，所述固态材料的化学技术制程包括化学气相沉积制程。4.根据权利要求1所述的石墨烯薄膜触控面板的制造方法，还包括:当所述石墨烯薄膜的第二区域形成所述X及Y感测线路的图案时，在所述X或Y感测线路的图案的桥接区域上形成绝缘层，并在所述绝缘层上形成桥接线路。5.根据权利要求1所述的石墨烯薄膜触控面板的制造方法，还包括:当所述石墨烯薄膜的第二区域形成所述X感测线路的图案，或者形成Y感测线路的图案时，所述X感测线路的图案及所述Y感测线路的图案分别形成于两个所述基板上，再将两个所述基板以粘胶贴入口 O6.根据权利要求5所述的石墨烯薄膜触控面板的制造方法，其中，所述粘胶包括透明光学胶。7.根据权利要求1所述的石墨烯薄膜触控面板的制造方法，其中，所述基板为透明基板。8.根据权利要求1所述的石墨烯薄膜触控面板的制造方法，其中，所述基板为玻璃面板、塑料面板或石英面板。9.根据权利要求1所述的石墨烯薄膜触控面板的制造方法，其中，所述强氧化剂为固态、液态、气态或电浆态。10.根据权利要求1所述的石墨烯薄膜触控面板的制造方法，其中还包括:在所述第一区域形成绝缘体后，使用溶剂将留在所述石墨烯薄膜上残留的强氧化剂予以去除。
【文档编号】G06F3/044GK105867670SQ201510034511
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2015年1月23日
【发明人】辛坤莹, 刘勇信
【申请人】冠捷投资有限公司