一种石墨烯触摸屏及其制备方法与流程

本发明属于消费电子设备制造技术领域，特别是涉及一种石墨烯触摸屏及其制备方法。

背景技术：

石墨烯为单层碳原子，厚度为0.34nm，透过率大于97％，碳原子按照SP²轨道杂化的方式成键，其载流子迁移率高达2*10⁵cm²/(V*s)，其电子具有弹道输运的特性，可以达到微米级，是已知的导电率最好的材料，也是已知强度最高的材料。目前的触摸屏大都使用ITO、纳米银或者金属网格做Sensor，很难实现更高透过率和超大尺寸，难以满足消费者对于触控产品越来越高的要求。

现有石墨烯触摸屏，一般采用多层石墨烯，多层石墨烯的透过率会急速的下降，同时传统的方法需要将石墨烯转移至衬底上面，这样转移过程中要腐蚀基底，给环境造成了极大的污染，并且成本极高。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明提供了一种石墨烯触摸屏及其制备方法，利用单层石墨烯提高透过率，且不会对环境造成污染，制作成本低。

本发明提供的一种石墨烯触摸屏，包括触摸屏本体，所述触摸屏本体的双面均具有图案化的表面催化自限制薄膜，所述图案化的表面催化自限制薄膜的图案与待制作的传感器图案及其走线图案相同，所述图案化的表面催化自限制薄膜的表面设置有单层石墨烯。

优选的，在上述石墨烯触摸屏中，所述图案化的表面催化自限制薄膜为铜薄膜。

优选的，在上述石墨烯触摸屏中，所述图案化的表面催化自限制薄膜的厚度为6纳米至1000纳米。

优选的，在上述石墨烯触摸屏中，所述触摸屏本体为玻璃基板。

本发明提供的一种石墨烯触摸屏的制作方法，包括：

在触摸屏本体的双面制作表面催化自限制薄膜；

对所述表面催化自限制薄膜进行刻蚀，形成与待制作的传感器图案及其走线图案相同的图案化的表面催化自限制薄膜；

在所述图案化的表面催化自限制薄膜的表面生长单层石墨烯。

优选的，在上述石墨烯触摸屏的制作方法中，

所述在触摸屏本体的双面制作表面催化自限制薄膜为：

在所述触摸屏本体的双面磁控溅射镀膜，形成铜薄膜。

优选的，在上述石墨烯触摸屏的制作方法中，

所述在所述图案化的表面催化自限制薄膜的表面生长单层石墨烯为：

采用石墨粉末作为碳源，在所述图案化的表面催化自限制薄膜的表面进行常温常压化学气相沉积，生长单层石墨烯。

优选的，在上述石墨烯触摸屏的制作方法中，

所述在所述图案化的表面催化自限制薄膜的表面生长单层石墨烯为：

在所述图案化的表面催化自限制薄膜的表面化学气相沉积生长单层石墨烯，持续40分钟至100分钟。

通过上述描述可知，本发明提供的上述石墨烯触摸屏及其制备方法，由于该石墨烯触摸屏包括触摸屏本体，所述触摸屏本体的双面均具有图案化的表面催化自限制薄膜，所述图案化的表面催化自限制薄膜的图案与待制作的传感器图案及其走线图案相同，所述图案化的表面催化自限制薄膜图案的表面设置有单层石墨烯，因此能够利用单层石墨烯提高透过率，且不会对环境造成污染，制作成本低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的第一种石墨烯触摸屏的截面图；

图2为本申请实施例提供的第一种石墨烯触摸屏的俯视图；

图3为本申请实施例提供的第一种石墨烯触摸屏的制作方法的示意图。

具体实施方式

本发明的核心思想在于提供一种石墨烯触摸屏及其制备方法，利用单层石墨烯提高透过率，且不会对环境造成污染，制作成本低。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本申请实施例提供的第一种石墨烯触摸屏如图1和图2所示，图1为本申请实施例提供的第一种石墨烯触摸屏的截面图，图2为本申请实施例提供的第一种石墨烯触摸屏的俯视图。该石墨烯触摸屏包括触摸屏本体1，所述触摸屏本体1的双面均具有图案化的表面催化自限制薄膜2，所述图案化的表面催化自限制薄膜2的图案与待制作的传感器图案及其走线图案相同，所述图案化的表面催化自限制薄膜2的表面设置有单层石墨烯3，需要说明的是，由于具有表面催化自限制效应，因此生长的单层石墨烯覆盖其表面时，就不再生长第二层石墨烯，石墨烯的覆盖率最高可以达到96％，这样就可以制备出具有单片玻璃双面石墨烯的触摸屏，减少了石墨烯转移过程中的衬底腐蚀、清洗等步骤，避免对环境造成不利影响。

通过上述描述可知，本申请实施例提供的上述第一种石墨烯触摸屏，由于包括触摸屏本体，所述触摸屏本体的双面均具有图案化的表面催化自限制薄膜，所述图案化的表面催化自限制薄膜的图案与待制作的传感器图案及其走线图案相同，所述图案化的表面催化自限制薄膜的表面设置有单层石墨烯，因此能够利用单层石墨烯提高透过率，且不会对环境造成污染，制作成本低。

本申请实施例提供的第二种石墨烯触摸屏，是在上述第一种石墨烯触摸屏的基础上，还包括如下技术特征：

所述图案化的表面催化自限制薄膜为铜薄膜。

需要说明的是，这种铜薄膜的制作工艺更为成熟，且铜的熔点较高，具有较好的表面催化自限制效应，因此这里可以优选为铜薄膜图案，当然，还可以采用其他种类的实现同样功能的图案，此处并不限制。

本申请实施例提供的第三种石墨烯触摸屏，是在上述第二种石墨烯触摸屏的基础上，还包括如下技术特征：

所述图案化的表面催化自限制薄膜的厚度为6纳米至1000纳米。

需要说明的是，通过控制溅射功率和时间来实现对图案厚度的控制，在这种厚度范围内的薄膜图案，既保证其表面生长单层石墨烯，又不至于图案太厚而增大生产成本。

本申请实施例提供的第四种石墨烯触摸屏，是在上述第一种至第三种石墨烯触摸屏中任一种的基础上，还包括如下技术特征：

所述触摸屏本体为玻璃基板。

需要说明的是，这种玻璃基板易于获得，且成本较低，工艺成熟，因此此处将其作为触摸屏本体。

本申请实施例提供的第一种石墨烯触摸屏的制作方法如图3所示，图3为本申请实施例提供的第一种石墨烯触摸屏的制作方法的示意图。该方法包括如下步骤：

S1：在触摸屏本体的双面制作表面催化自限制薄膜；

具体的，可以通过双面直立磁控溅射成膜技术在触摸屏本体的双面镀上一层薄膜。

S2：对所述表面催化自限制薄膜进行刻蚀，形成与待制作的传感器图案及其走线图案相同的图案化的表面催化自限制薄膜；

具体的，这种刻蚀工艺包括涂胶、曝光、显影、刻蚀等步骤，分别在玻璃的两面将铜薄膜刻蚀出需要的传感器图案及走线图案，将这种图案化的表面催化自限制薄膜作为后续生长单层石墨烯的基底，利用这种表面催化自限制效应，保证只生长单层石墨烯。

S3：在所述图案化的表面催化自限制薄膜的表面生长单层石墨烯。

具体的，可以通过双面直立常温常压CVD或者分子束外延成膜的方式来生长单层石墨烯，直接利用这种单层石墨烯就能够作为走线，绑定FPC，和Cover Lens贴合，这样极大的提高了生产效率，降低了生产成本。

本申请实施例提供的第二种石墨烯触摸屏的制作方法，是在上述第一种石墨烯触摸屏的制作方法的基础上，还包括如下技术特征：

所述在触摸屏本体的双面制作表面催化自限制薄膜为：

在所述触摸屏本体的双面磁控溅射镀膜，形成铜薄膜。

需要说明的是，这种铜薄膜的制作工艺更为成熟，且铜的熔点较高，具有较好的表面催化自限制效应，因此这里可以优选为铜薄膜，当然，还可以采用其他种类的金属，如铂、银或铱等等，实现同样功能的图案，此处并不限制。将触摸屏本体竖直放置，同时在双面进行磁控溅射镀膜，就能够提高工作效率。

本申请实施例提供的第三种石墨烯触摸屏的制作方法，是在上述第二种石墨烯触摸屏的制作方法的基础上，还包括如下技术特征：

所述在所述图案化的表面催化自限制薄膜的表面生长单层石墨烯为：

采用石墨粉末作为碳源，在所述图案化的表面催化自限制薄膜的表面进行低温常压化学气相沉积，生长单层石墨烯。

需要说明的是，这种石墨粉末易于获取，且成本较低，工艺成熟，因此此处选择石墨粉末为原料来生长单层石墨烯。

本申请实施例提供的第四种石墨烯触摸屏的制作方法，是在上述第一种至第三种石墨烯触摸屏的制作方法中任一种的基础上，还包括如下技术特征：

所述在所述图案化的表面催化自限制薄膜的表面生长单层石墨烯为：

在所述图案化的表面催化自限制薄膜的表面化学气相沉积生长单层石墨烯，持续40分钟至100分钟。

需要说明的是，通过控制生长持续的时间，能够实现单层石墨烯厚度的控制。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。