一種基于石墨烯的集成oled觸摸屏顯示器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于石墨烯的集成OLED觸摸屏顯示器，包括觸控感測層和設(shè)置在觸控感測層下的OLED顯示器，OLED顯示器包括由上至下依次設(shè)置的襯底、陽極層、有機層和陰極層，所述觸控感測層附著在所述襯底上；觸控感測層為由多個電氣隔離的感測單元及傳導(dǎo)電路構(gòu)成的柔性透明電極；陽極層為由金屬網(wǎng)格、摻雜石墨烯層或?qū)щ姼叻肿訉訕?gòu)成的柔性透明電極；陰極層為由摻雜氮元素石墨烯或者摻雜堿金屬鹽石墨烯構(gòu)成的柔性透明電極。本發(fā)明相對于機械地將OGS觸摸屏與OLED顯示器組裝的器件，基于石墨烯的集成OLED觸摸屏顯示器減少了一層基底厚度，具有透明、可折疊、高靈敏度、輕薄、低成本、壽命長、綠色環(huán)保的優(yōu)點。
【專利說明】—種基于石墨烯的集成OLED觸摸屏顯示器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于石墨烯的集成OLED觸摸屏顯示器，屬于集成OLED觸摸屏顯示器【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著顯示屏與觸控技術(shù)的不斷發(fā)展，具有觸控功能的顯示屏受到了廣泛關(guān)注。為了使顯示屏達到薄化的觸控解決方案，產(chǎn)生了 0GS(0ne Glass Solution)、On-cell、In-cell三種不同觸控方案的整合觸控式顯示模組設(shè)計。
[0003]OGS節(jié)約了一層玻璃成本和降低了一次貼合成本，減輕了重量，增加了透光度，能夠較好的滿足智能終端超薄化需求。在OGS具體技術(shù)演進方向下，觸控與面板廠商在技術(shù)選擇上出現(xiàn)了分歧，觸控廠商為保住獨立產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)，向上游強化玻璃CoverLens融合，提出了 TOL(TouchOnLens)的解決方案；而面板廠商則傾向于將觸控工序內(nèi)置化(in-house),提出了 On-cell和In-cell的兩種解決方案。
[0004]Apple主導(dǎo)下On-Cel1、In-Cell加速成熟。Οη-Cell是指將觸摸屏嵌入到顯示屏的彩色濾光片基板和偏光片之間的方法，即在液晶面板上配觸摸傳感器，相比In Cell技術(shù)難度降低不少。三星在On-Cell結(jié)構(gòu)觸摸屏上進展較快，多應(yīng)用于三星AMOLED面板產(chǎn)品上，但技術(shù)上尚未能克服薄型化、顏色偏黃、壽命短、成本高、生產(chǎn)原料有毒等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種基于石墨烯的集成OLED觸摸顯示屏，通過OGS與OLED顯示器的整合，將On-Cell應(yīng)用于OLED顯示技術(shù)。
[0006]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下:一種基于石墨烯的集成OLED觸摸屏顯示器，包括觸控感測層和設(shè)置在觸控感測層下的OLED顯示器，所述觸控感測層的表面上設(shè)置有保護膠層和設(shè)置在保護膠層下的石墨烯導(dǎo)電層，所述OLED顯示器包括由上至下依次設(shè)置的襯底、陽極層、有機層和陰極層，所述觸控感測層附著在所述襯底上；所述觸控感測層為由多個電氣隔離的感測單元及傳導(dǎo)電路構(gòu)成的柔性透明電極；所述陽極層為由金屬網(wǎng)格、摻雜石墨烯層或?qū)щ姼叻肿訉訕?gòu)成的柔性透明電極；所述陰極層為由功函數(shù)大于等于2.4eV小于等于4.4eV的摻雜氮元素石墨烯或者摻雜堿金屬鹽石墨烯構(gòu)成的柔性透明電極。
[0007]其中，多個電氣隔離的感測單元指相互之間為并聯(lián)結(jié)構(gòu)，有一定的隔離的結(jié)構(gòu)，每個三角形或四邊形結(jié)構(gòu)為一個電氣感測單元，每個感測單元之間有一個隔離。感測是感應(yīng)手的觸摸操作，手的觸摸操作可以導(dǎo)致感應(yīng)電容，通過控制芯片沒出此電容，從而判斷出觸摸位置，并響應(yīng)觸摸功能。
[0008]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進。
[0009]進一步，所述基于石墨烯的集成OLED觸摸屏顯示器還包括濾色器，所述濾色器設(shè)置在觸控感測層的上方。[0010]進一步，所述石墨烯導(dǎo)電層下銘刻有電氣隔離線路。
[0011]進一步，所述電氣隔離線路將石墨烯導(dǎo)電層分隔成多個三角形石墨烯傳導(dǎo)單元，所述傳導(dǎo)單元呈多行多列等間距排列，同一行傳導(dǎo)單元之間通過石墨烯構(gòu)成的連接線路連通。
[0012]進一步，所述電氣隔離線路將石墨烯導(dǎo)電層分隔成多個四邊形石墨烯傳導(dǎo)單元，所述傳導(dǎo)單元呈多行多列等間距交錯排列，同一行傳導(dǎo)單元之間通過石墨烯構(gòu)成的連接線路連通，同一列傳導(dǎo)單元之間通過搭橋線路連通。
[0013]進一步，所述搭橋線路位于石墨烯構(gòu)成的電氣隔離線路正上方，并與石墨烯構(gòu)成的電氣隔離線路保持間歇(搭橋線路與石墨烯層在空間上通過絕緣膠體實現(xiàn)相互隔離的)，所述搭橋線路由金屬或石墨烯構(gòu)成。
[0014]進一步，在所述石墨烯導(dǎo)電層和保護膠層的之間設(shè)置有引線電路，所述引線電路分別位于觸控感測層的邊緣，所述引線電路為導(dǎo)電銀漿電路、銅電路或石墨烯電路。
[0015]進一步，所述陽極層中金屬網(wǎng)格由金、銀或鉬制備而成。
[0016]進一步，所述陽極層中摻雜石墨烯層為摻雜有異質(zhì)原子或分子的石墨烯，所述摻雜的異質(zhì)原子或分子為摻雜試劑或摻雜金屬納米粒子，其中，所述摻雜試劑為硝酸、硫酸、氯化金、氯金酸、鹽酸、氯化鐵的一種或幾種的混合，摻雜金屬納米粒子為金、銀、鉬中的一種或幾種的混合。
[0017]進一步，所述陽極層中導(dǎo)電高分子層由聚乙撐二氧噻吩-聚(苯乙烯磺酸鹽)、聚噻吩、聚吡咯、聚苯乙炔、聚乙炔、聚苯胺中的一種或幾種構(gòu)成。
[0018]進一步，所述有機層包括由上至下依次設(shè)置的空穴注入層、空穴傳輸層、發(fā)光層、電子傳輸層和電子注入層。
[0019]進一步，所述空穴傳輸層為N，N' - 二苯基-N，N' -(1-萘基)-1，Ρ -聯(lián)苯-4，4' -二胺、三(4-咔唑-9-基苯基)胺、4，4'-環(huán)己基二 [N，N-二(4-甲基苯基)苯胺]或具有電子阻擋能力的氧化石墨烯。
[0020]進一步，所述陰極層中摻雜氮元素的石墨烯利用摻有氮源的混合碳源通過化學(xué)氣相沉積法制備而成。
[0021]進一步，所述陰極層中摻雜堿金屬鹽的石墨烯通過化學(xué)摻雜的方式制備而成，其摻雜試劑為堿金屬碳酸鹽。
[0022]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明通過石墨烯OGS觸摸屏與透明石墨烯OLED顯示器的集成，將On-Cell應(yīng)用于OLED觸控顯示技術(shù)，相對于機械地將OGS觸摸屏與OLED顯示器組裝的器件，基于石墨烯的集成OLED觸摸屏顯示器減少了一層基底厚度，具有透明、可折疊、高靈敏度、輕薄、低成本、壽命長、綠色環(huán)保的優(yōu)點。
【具體實施方式】
[0023]以下對本發(fā)明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。
[0024]一種基于石墨烯的集成OLED觸摸屏顯示器，包括觸控感測層和設(shè)置在觸控感測層下的OLED顯示器，所述觸控感測層的表面上設(shè)置有保護膠層和設(shè)置在保護膠層下的石墨烯導(dǎo)電層，所述OLED顯示器包括由上至下依次設(shè)置的襯底、陽極層、有機層和陰極層，所述觸控感測層附著在所述襯底上；所述觸控感測層為由多個電氣隔離的感測單元及傳導(dǎo)電路構(gòu)成的柔性透明電極；所述陽極層為由金屬網(wǎng)格、摻雜石墨烯層或?qū)щ姼叻肿訉訕?gòu)成的柔性透明電極；所述陰極層為由功函數(shù)大于等于2.4eV小于等于4.4eV的摻雜氮元素石墨烯或者摻雜堿金屬鹽石墨烯構(gòu)成的柔性透明電極。
[0025]觸控感測層采用石墨烯OGS代替ITO電容式導(dǎo)電薄膜，用于制作由一層石墨烯構(gòu)成的電容式觸控感測層，減小了導(dǎo)電薄膜的厚度，增加了導(dǎo)電薄膜的透光性和柔韌性。
[0026]OLED顯示器，當(dāng)陽極層由石墨烯復(fù)合層構(gòu)成，陰極層由金屬或金屬合金，形成半透明單側(cè)發(fā)光；當(dāng)陽極層由石墨烯復(fù)合層構(gòu)成，陰極層由或功函數(shù)大于等于2.4eV小于等于4.4eV的摻雜氮元素的石墨烯或者摻雜堿金屬鹽的石墨烯材料構(gòu)成，全透明雙側(cè)發(fā)光的OLED顯示器，具有可折疊、高靈敏度、壽命長、綠色環(huán)保的優(yōu)點。
[0027]通過石墨烯OGS觸摸屏與石墨烯OLED顯示器的集成，將On-Cell應(yīng)用于OLED觸控顯示技術(shù)，相對于機械地將OGS觸摸屏與OLED顯示器組裝的器件，基于石墨烯的集成OLED觸摸屏顯示器減少了一層基底厚度，具有可折疊、高靈敏度、輕薄、低成本、壽命長、綠色環(huán)保的優(yōu)點。
[0028]所述有機層包括由上至下依次設(shè)置的空穴注入層、空穴傳輸層、發(fā)光層、電子傳輸層和電子注入層。發(fā)光層材料可分為:紅光、綠光、藍光三種基礎(chǔ)發(fā)光材料。
[0029]構(gòu)成陽極層的石墨烯復(fù)合導(dǎo)電材料由具有高功函數(shù)的金屬網(wǎng)格、摻雜石墨烯或?qū)щ姼叻肿訉咏M合成。石墨烯的理論功函數(shù)為4.42eV,可通過摻雜石墨烯為摻雜有異質(zhì)原子或分子，旋涂導(dǎo)電聞分子材料等方法，提聞石墨稀功函數(shù)。
[0030]利用光刻或刻蝕技術(shù)在柔性透明薄膜上制作材料為Au或Pt金屬網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，采用化學(xué)氣相沉積法，在氣體碳源和保護條件下生長石墨烯，并將生長的石墨烯轉(zhuǎn)移至附有金屬網(wǎng)格的柔性透明薄膜上。然后，將附有金屬網(wǎng)格的石墨烯薄膜浸泡在摻雜試劑hno3、H2SO4, AuC13、HAuCl4, HC1、Au和Pt中的一種或多種的溶液進行有效摻雜。最后，將附有金屬網(wǎng)格的摻雜石墨烯表面旋涂上導(dǎo)電高分子層，所述導(dǎo)電高分子由聚噻吩、聚吡咯、聚苯乙炔、聚乙撐二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸鹽、聚乙炔、聚苯胺中的一種或多種導(dǎo)電高分子材料組成。
[0031]小分子有機材料OLED的空穴注入層、空穴傳輸層、發(fā)光層、電子傳輸層、電子注入層采用真空蒸發(fā)(真空度優(yōu)于I(T5Pa)的方式成膜；高分子有機材料OLED的空穴注入層、空穴傳輸層、發(fā)光層、電子傳輸層、電子注入層采用旋凃、噴墨打印或卷對卷方式成膜。
[0032]觸控感測層的實施方式一:
[0033]設(shè)計出一組特殊的電極走線，將“邊緣場”引到手指能夠得到的有效感應(yīng)區(qū)域，把手指放在邊緣電場的附近將增加電容式系統(tǒng)的導(dǎo)電表面積。因此，當(dāng)手指觸摸屏幕時，通過三角形電極的左側(cè)通道感應(yīng)值加和與右側(cè)通道感應(yīng)值加和的比例可計算出X坐標；通過同一行的左右兩通道感應(yīng)值的加和與上下行的感應(yīng)值加和的比例可計算出Y坐標。石墨烯導(dǎo)電層上銘刻有電氣隔離線路，電氣隔離線路將石墨烯導(dǎo)電層分隔成多個三邊形石墨烯傳導(dǎo)單元，傳導(dǎo)單元呈多行多列等間距排列，同一行傳導(dǎo)單元之間通過石墨烯構(gòu)成的連接線路連通。
[0034]觸控感測層的實施方式二:
[0035]由一層石墨烯構(gòu)成，石墨烯導(dǎo)電層上設(shè)置有搭橋線路，觸摸導(dǎo)電薄膜，搭橋線路與石墨烯構(gòu)成的連接線路之間的電容發(fā)生改變，從而實現(xiàn)觸摸定位。石墨烯導(dǎo)電層上銘刻有電氣隔離線路，電氣隔離線路將石墨烯導(dǎo)電層分隔成多個四邊形石墨烯傳導(dǎo)單元，傳導(dǎo)單元呈多行多列等間距交錯排列。同一行傳導(dǎo)單元之間通過石墨烯構(gòu)成的連接線路連通，同一列傳導(dǎo)單元之間通過搭橋線路連通。搭橋線路位于石墨烯構(gòu)成的電氣隔離線路正上方，并與石墨烯構(gòu)成的電氣隔離線路保持間歇(搭橋線路與石墨烯層在空間上通過絕緣膠體實現(xiàn)相互隔離的)，搭橋線路由金屬或石墨烯構(gòu)成。
[0036]OLED顯不器的實施方式一:
[0037]按陰極材料的透明度劃分，實施方式一的陰極層采用金屬或金屬合金，陽極層采用經(jīng)過化學(xué)修飾的石墨烯復(fù)合導(dǎo)電材料，通過蒸發(fā)或噴墨打印的工藝形成半透明單側(cè)發(fā)光OLED顯示器。以下是陰極材料的分類:
[0038]A、單層金屬陰極
[0039]采用低功函數(shù)的金屬材料如Ag、K、Al、L1、Mg、Ca、In等。
[0040]B、合金陰極
[0041]將性質(zhì)活潑的低功函數(shù)金屬和化學(xué)性能較穩(wěn)定的高功函數(shù)金屬一起蒸發(fā)形成金屬陰極、如Mg:Ag, Li:A1合金電極。
[0042]C、層狀陰極
[0043]將高功函數(shù)為4.28eV的Al利用一層極薄的電子注入層料如LiF、Liq、Li20、Mg0、A1203等對陰極材料進行修飾，提高電子注入性能。
[0044]D、摻雜復(fù)合型電極
[0045]將摻雜有低功函數(shù)金屬的有機層夾在陰極和有機發(fā)光層之間。
[0046]OLED顯示器的實施方式二:
[0047]按陰極材料的透明度劃分，實施方式二的陰極層采用功函數(shù)大于3eV小于4.4eV的改性石墨烯，陽極層采用經(jīng)過化學(xué)修飾的石墨烯復(fù)合導(dǎo)電層，形成全透明雙側(cè)發(fā)光的OLED顯示器。
[0048]石墨烯的理論功函數(shù)為4.42eV,通過摻雜氮元素或摻雜堿金屬碳酸鹽在界面形成偶極子層將功函數(shù)降低，另外再利用一層極薄的電子注入層料如LiF、Liq、Li20、Mg0、A1203等對改性石墨烯電極進行修飾，提高電子注入性能。
[0049]OLED顯示器的實施方式三:
[0050]按發(fā)光原理，實施方式三的發(fā)光層為RGB象素獨立發(fā)光。它是利用精密的金屬蔭罩與CCD象素對位技術(shù)，首先制備紅、綠、藍三基色發(fā)光中心，然后調(diào)節(jié)三種顏色組合的混色比，產(chǎn)生真彩色，使三色OLED元件獨立發(fā)光構(gòu)成一個象素。
[0051]OLED顯示器的實施方式四:
[0052]按發(fā)光原理,實施方式四的發(fā)光層的每個相素為白光相素，其發(fā)光材料由三基色發(fā)光材料混合或排列構(gòu)成。利用白光OLED結(jié)合彩色濾光膜的結(jié)構(gòu)模式，白光通過彩色濾光膜得到三基色，再組合三基色實現(xiàn)彩色顯示。
[0053]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于石墨烯的集成OLED觸摸屏顯示器，包括觸控感測層和設(shè)置在觸控感測層下的OLED顯示器，其特征在于，所述觸控感測層的表面上設(shè)置有保護膠層和設(shè)置在保護膠層下的石墨烯導(dǎo)電層，所述OLED顯示器包括由上至下依次設(shè)置的襯底、陽極層、有機層和陰極層，所述觸控感測層附著在所述襯底上； 所述觸控感測層為由多個電氣隔離的感測單元及傳導(dǎo)電路構(gòu)成的柔性透明電極； 所述陽極層為由金屬網(wǎng)格、摻雜石墨烯層或?qū)щ姼叻肿訉訕?gòu)成的柔性透明電極； 所述陰極層為由功函數(shù)大于等于2.4eV小于等于4.4eV的摻雜氮元素石墨烯或者摻雜堿金屬鹽石墨烯構(gòu)成的柔性透明電極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于石墨烯的集成OLED觸摸屏顯示器，其特征在于，所述基于石墨烯的集成OLED觸摸屏顯示器還包括濾色器，所述濾色器設(shè)置在觸控感測層的上方。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于石墨烯的集成OLED觸摸屏顯示器，其特征在于，所述石墨烯導(dǎo)電層下銘刻有電氣隔離線路。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述基于石墨烯的集成OLED觸摸屏顯示器，其特征在于，所述電氣隔離線路將石墨烯導(dǎo)電層分隔成多個三角形石墨烯傳導(dǎo)單元，所述傳導(dǎo)單元呈多行多列等間距排列，同一行傳導(dǎo)單元之間通過石墨烯構(gòu)成的連接線路連通。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述基于石墨烯的集成OLED觸摸屏顯示器，其特征在于，所述電氣隔離線路將石墨烯導(dǎo)電層分隔成多個四邊形石墨烯傳導(dǎo)單元，所述傳導(dǎo)單元呈多行多列等間距交錯排列，同一行傳導(dǎo)單元之間通過石墨烯構(gòu)成的連接線路連通，同一列傳導(dǎo)單元之間通過搭橋線路連通。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述基于石墨烯的集成OLED觸摸屏顯示器，其特征在于，所述搭橋線路位于石墨烯構(gòu)成的電氣隔離線路正上方，并與石墨烯構(gòu)成的電氣隔離線路保持間歇，所述搭橋線路由金屬或石墨烯構(gòu)成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于石墨烯的集成OLED觸摸屏顯示器，其特征在于，在所述石墨烯導(dǎo)電層和保護膠層的之間設(shè)置有引線電路，所述引線電路分別位于觸控感測層的邊緣，所述引線電路為導(dǎo)電銀漿電路、銅電路或石墨烯電路。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于石墨烯的集成OLED觸摸屏顯示器，其特征在于，所述陽極層中金屬網(wǎng)格由金、銀或鉬制備而成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于石墨烯的集成OLED觸摸屏顯示器，其特征在于，所述陽極層中摻雜石墨烯層為摻雜有異質(zhì)原子或分子的石墨烯，所述摻雜的異質(zhì)原子或分子為摻雜試劑或摻雜金屬納米粒子，其中，所述摻雜試劑為硝酸、硫酸、氯化金、氯金酸、鹽酸、氯化鐵的一種或幾種的混合，摻雜金屬納米粒子為金、銀、鉬中的一種或幾種的混合。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于石墨烯的集成OLED觸摸屏顯示器，其特征在于，所述陽極層中導(dǎo)電高分子層由聚乙撐二氧噻吩-聚(苯乙烯磺酸鹽)、聚噻吩、聚吡咯、聚苯乙炔、聚乙炔、聚苯胺中的一種或幾種構(gòu)成。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于石墨烯的集成OLED觸摸屏顯示器，其特征在于，所述有機層包括由上至下依次設(shè)置的空穴注入層、空穴傳輸層、發(fā)光層、電子傳輸層和電子注入層。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述基于石墨烯的集成OLED觸摸屏顯示器，其特征在于，所述空穴傳輸層為N，N' - 二苯基-N，N' -(1-萘基)_1，T -聯(lián)苯-4，4' -二胺、三(4-咔唑-9-基苯基)胺、4，4'-環(huán)己基二 [N，N-二(4-甲基苯基)苯胺]或具有電子阻擋能力的氧化石墨烯。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至12任一項所述基于石墨烯的集成OLED顯示器觸摸屏，其特征在于，所述陰極層中摻雜氮元素的石墨烯利用摻有氮源的混合碳源通過化學(xué)氣相沉積法制備--? 。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至12任一項所述基于石墨烯的集成OLED顯示器觸摸屏，其特征在于，所述陰極層中摻雜堿金屬鹽的石墨烯通過化學(xué)摻雜的方式制備而成，其摻雜試劑為堿金屬碳酸鹽。`
【文檔編號】G06F3/044GK103838448SQ201410054964
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2014年2月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月18日
【發(fā)明者】邵麗, 史浩飛, 羅偉, 杜春雷 申請人:重慶綠色智能技術(shù)研究院, 鐘達