包含石墨烯层的触摸屏的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及触摸屏，具体而言，涉及包含一个或多个石墨烯层的触摸屏。
【背景技术】
[0002]近年来，触摸屏在诸如手机、平板和其他所谓的智能装置中的使用不断增加，特别是用于消费电子应用中。一些此类的触摸屏通过检测包括电容或电阻在内的局部电性质的微小改变而运行。然而，使用过程中使用者的手指可能向触摸屏的表面传递水分、污渍、灰尘、油或其他物质，这减小或损害触摸屏准确地检测使用者输入的能力。为了解决该问题，许多触摸屏包括保护涂层。遗憾的是，许多保护涂层可能自身妨碍装置的使用，和/或对触摸屏表面提供的保护不足。在许多情况下，例如，保护涂层可能刮擦，或过厚而不够光学透明，或能够降低触摸屏对局部电性质变化的敏感性，由此使装置性能劣化。
[0003]因此，存在对展现出机械韧性、对局部电性质的敏感性和光学透明性的触摸屏和触摸屏用涂层的需求。
【发明内容】
[0004]在一个方面，本文描述了触摸屏，其在一些实施方式中可以提供相对于现有触摸屏的一种或多种优点。例如，在一些实施方式中，本文所述的触摸屏能够展示出改善的对局部电性质的敏感性而不会牺牲机械韧性、耐刮擦性、光学透明性或对污渍、灰尘、油和水分的耐性。此外，在一些情况下，本文所述的触摸屏是轻质的。本文所述的触摸屏还能够更容易和/或更廉价地制造。
[0005]在一些实施方式中，本文所述的触摸屏包括导电层和与所述导电层电连接的一个或多个电极，其中所述导电层包含石墨烯层。在一些实施方式中，石墨烯层的平均厚度至多为约200nm，并且可以包含一个或多个石墨烯片、一个或多个富勒烯或者石墨烯管的一个或多个层。
[0006]此外，在一些实施方式中，本文所述的触摸屏的导电层包括设置在电绝缘性基材上的导电涂层。在一些情况下，所述导电涂层设置在石墨烯层和基材之间。在另一些情况下，所述石墨烯层设置在所述导电涂层和所述基材之间。在其他实施方式中，所述基材位于所述导电涂层和所述石墨烯层之间。另外，在一些实施方式中，所述石墨烯层自身形成本文所述的导电层的导电涂层。
[0007]另外，在一些实施方式中，本文所述的触摸屏可以进一步包含第二导电层。在一些情况下，触摸屏还包含第二导电层，和设置在第一导电层和第二导电层之间的间隔层。在一些情况下，第二导电层包含第二石墨烯层。另外，在一些实施方式中，本文所述的触摸屏还包含设置在所述触摸屏的导电层上的保护层。
[0008]在另一方面，本文描述了包含触摸屏的装置，在一些实施方式中，该装置可以提供相对于现有装置的一种或多种优点。在一些实施方式中，例如，本文所述的装置提供具有改善的敏感性和/或机械强度的触摸屏。在一些实施方式中，本文所述装置的触摸屏包括导电层和与所述导电层电连接的一个或多个电极，其中所述导电层包含石墨烯层。此外，在一些情况下，本文所述装置的触摸屏包括上文所述的触摸屏。此外，本文所述的装置可以是智能手机、平板、控制面板、座舱显示器、座背显示器或其他电子装置。
[0009]在另一方面，本文描述了触摸屏的制造方法。在一些实施方式中，触摸屏的制造方法包括在基材的表面上设置石墨烯层以在所述基材上提供包含石墨烯的导电层；和将一个或多个电极与包含石墨烯的所述导电层电连接。此外，在一些情况下，本文所述的方法还包括形成第二导电层；和用设置在所述第一导电层和第二导电层之间的间隔层将所述第一导电层和第二导电层分隔开，所述导电层以堆叠构造配置。另外，在一些实施方式中，形成第二导电层的过程包括在第二基材的表面上设置第二石墨烯层以提供所述第二导电层。另夕卜，本文所述的方法还可以包括在一个或多个导电层上设置保护层。
[0010]在以下的【具体实施方式】中更详细地描述这些和其他实施方式。
【附图说明】
[0011]图1说明了本文所述一个实施方式的触摸屏的截面图。
[0012]图2说明了本文所述一个实施方式的触摸屏的截面图。
[0013]图3说明了本文所述一个实施方式的触摸屏的截面图。
[0014]图4说明了本文所述一个实施方式的触摸屏的截面图。
[0015]图5说明了本文所述一个实施方式的触摸屏的截面图。
[0016]图6说明了本文所述一个实施方式的触摸屏的截面图。
[0017]图7说明了本文所述一个实施方式的触摸屏的截面图。
[0018]图8说明了本文所述一个实施方式的触摸屏的截面图。
[0019]图9说明了本文所述一个实施方式的设置在基材表面上的石墨烯层的截面图。
[0020]图10说明了本文所述一个实施方式的设置在基材表面上的石墨烯层的截面图。
[0021]图11说明了本文所述一个实施方式的设置在基材表面上的石墨烯层的截面图。
[0022]图12说明了本文所述一个实施方式的触摸屏的平面图。
[0023]图13说明了本文所述一个实施方式的触摸屏的平面图。
【具体实施方式】
[0024]参照以下具体描述、实例和附图能够更容易理解本文所述的实施方式。但是，本文所述的元素、装置和方法不受具体描述、实例和附图中提出的【具体实施方式】限制。应该意识至IJ，这些实施方式仅说明本发明的原理。对本领域技术人员而言显而易见的是多种改进和变型而无需背离本发明的精神和范围。
[0025]此外，本文公开的所有范围应理解为包括其中涵盖的任何亚范围和所有亚范围。例如，“1.0?10.0”的所述范围应该认为包括以最小值1.0以上开始和最大值10.0以下结束的任何亚范围和所有亚范围，例如，1.0?5.3，或4.7?10.0，或3.6?7.9。
[0026]此外，当将用语“至多”与用量或数量一起使用时，其应理解为所述量至少是可检测的用量或数量。例如，以“至多”为指定量的量存在的物质可以以从可检测量到至多(且包含)指定量存在。
[0027]1.触摸屏
[0028]在一个方面，本文描述了包含一个或多个石墨烯层的触摸屏。本文出于参考目的，“触摸屏”可以指能够通过触摸屏幕的显示区(包括用手指或触笔触摸)来操作的多种显示和/或控制屏幕中的任一种。例如，触摸屏可以指电阻式触摸屏、表面电容式触摸屏、投射电容触摸式(PCT)触摸屏、表面声波(SAW)触摸屏、红外线格栅触摸屏、红外丙烯酸类投影式触摸屏、光学成像触摸屏、色散信号技术触摸屏或者声学脉冲波识别触摸屏。电容式触摸屏可以是互电容或者自电容触摸屏。此外，触摸屏可以是单点触摸式(single-touch)或多点触摸式(mult1-touch)触摸屏。
[0029]本文出于参考目的，“石墨烯”层包括SP2-键合碳作为主要的碳组分而不是SP3-键合碳。在一些实施方式中，本文所述的石墨烯层不包含SP3-杂化碳或基本上不包含SP3-杂化碳。例如，在一些实施方式中，相对于层中的碳总数，石墨烯层包含小于约10原子％或小于约5原子％的SP3-杂化碳。在一些实施方式中，石墨烯层包含小于约2原子％或小于约I原子％的SP3-杂化碳。此外，在一些实施方式中，本文所述的石墨烯层不包含类金刚石碳(DLC)，不由其组成或者基本上不由其组成。在一些实施方式中，石墨烯层包含至少约95原子％的石墨稀碳或基本上由石墨稀碳组成。
[0030]本文所述的触摸屏的石墨烯层可以对触摸屏提供多种性质。例如，在一些实施方式中，本文所述的触摸屏的石墨烯层充当触摸屏的保护层或触摸屏组件的保护层。在其他实施方式中，石墨烯层充当导电层或充当导电涂层。在一些情况下，电传导可以发生在石墨烯层的平面中，例如在石墨烯片的平面中。另外，在一些实施方式中，本文所述的石墨烯层在触摸屏架构体中用作诸如氧化铟锡(ITO)等透明导电材料的替代品。在本文所述的一些实施方式中，石墨烯层同时充当保护涂层和导电层或导电涂层。在一些实施方式中，使用石墨烯层作为保护涂层和/或导电层或涂层能够对触摸屏提供机械韧性、耐刮擦性和/或对来自外部水分损伤、油、污渍或灰尘破坏的耐性。此外，在一些实施方式中，石墨烯层能够提供一种或多种上述优点，同时还展现出光学透明性和/或面内导电性。另外，在一些实施方式中，薄石墨烯层可以提供一种或多种上述优点。
[0031 ] 在一些实施方式中，本文描述的触摸屏包括导电层和与所述导电层电连接的一个或多个电极，其中，所述导电层包含石墨烯层。包含石墨烯的导电层可以形成与本发明的目标不矛盾的任何触摸屏结构体或架构体的一部分，或者可以将其引入所述任何触摸屏结构体或架构体中。例如，在一些实施方式中，包含石墨烯的导电层形成电阻式触摸屏结构体的一部分。在其他情况下，包含石墨烯的导电层形成电容式触摸屏结构体的一部分，所述电容式触摸屏结构体包括表面电容式触摸屏结构体或PCT触摸屏结构体。另外，如本文所述，还可以使用石墨烯层作为设置在触摸屏的一个或多个组件上的保护涂层，而不用于本文所述的导电层；或者除了用于本文所述的导电层之外，还可以使用石墨烯层作为设置在触摸屏的一个或多个组件上的保护涂层。
[0032]现在参照附图描述触摸屏的一些示例性实施方式。图1说明了本文所述一个实施方式的触摸屏的截面图。如本领域普通技术人员所理解的，图1中描述的各种元件仅为图示，而不必按比例绘制。在图1的实施方式中，触摸屏(100)包含导电层(110)和与所述导电层(110)电连接的一个或多个电极(未示出)。导电层(110)包含石墨烯层(120)。此夕卜，导电层(110)包含设置在电绝缘性基材(140)上的导电涂层(130)。在图1的实施方式中，导电涂层(130)设置在石墨烯层(120)和基材(140)之间。但是，其他构造也是可行的。
[0033]例如，图2和图3说明了本文所述的其他实施方式的触摸屏。在图2的实施方式中，石墨烯层(120)设置在触摸屏(100)的导电层(110)的导电涂层(130)和基材(140)之间。在图3的实施方式中，基材(140)位于触摸屏(100)的导电层(110)的导电涂层(130)和石墨烯层(120)之间。
[0034]另外，如图4所示，石墨烯层(120)还可以形成触摸屏(100)的导电层(110)的导电涂层，以使设置在基材(140)上的导电涂层由石墨烯层(120)组成或基本上由其组成。此夕卜，在一些实施方式中，本文所述的石墨烯层(120)可以包埋在触摸屏(100)的另一层中，而不是设置在触摸屏(100)的另一层上。例如，在一些实施方式中，石墨烯层包埋在基材中以提供导电层。
[0035]如图1?4所示，在石墨烯层(120)和直接相邻的层之间(例如图1和图2中的石