石墨烯薄膜觸控面板的制造方法
【專利摘要】石墨烯薄膜觸控面板的制造方法，包括：通過化學(xué)氣相沉積制程使石墨烯薄膜生長于催化劑金屬上，再轉(zhuǎn)印石墨烯薄膜于基板上；在石墨烯薄膜上形成圖形化光罩；以強(qiáng)氧化劑接觸石墨烯薄膜未被光罩遮蔽的第一區(qū)域，以改變第一區(qū)域的官能基狀態(tài)，使第一區(qū)域形成絕緣體，石墨烯薄膜的第一區(qū)域以外的第二區(qū)域形成X或Y感測線路的圖案；以及去除光罩。藉由免蝕刻方式將石墨烯應(yīng)用于觸控面板使石墨烯薄膜材料經(jīng)強(qiáng)氧化劑反應(yīng)后的物理結(jié)構(gòu)依舊保持連續(xù)完整，本發(fā)明具有使電性圖形化但物理結(jié)構(gòu)連續(xù)化的石墨烯薄膜進(jìn)行轉(zhuǎn)印制程時(shí)不易破裂，以有效提高轉(zhuǎn)印制程的合格率。
【專利說明】
石墨烯薄膜觸控面板的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種石墨烯薄膜觸控面板的制造方法，特別是涉及一種免蝕刻制程的石墨烯薄膜觸控面板的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]化學(xué)氣相沉積(CVD, Chemical Vapor Deposit1n)為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)成長薄膜所使用的技術(shù)。典型的CVD制程是將晶圓(基底)暴露在一種或多種不同的前驅(qū)物下，在基底表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或/及化學(xué)分解來產(chǎn)生欲沉積的薄膜。反應(yīng)過程中通常也會(huì)伴隨產(chǎn)生不同的副產(chǎn)品，但大多會(huì)隨著氣流被帶走，而不會(huì)留在反應(yīng)腔(React1n chamber)中。微制程大都使用CVD技術(shù)來沉積不同形式的材料，包括單晶、多晶、非晶及磊晶材料。這些材料有硅、碳纖維、碳納米纖維、納米線、納米碳管、S12、娃鍺、媽、娃碳、氮化娃、氮氧化娃及各種不同的尚介電系數(shù)等材料。
[0003]蝕刻(Etching)是以化學(xué)藥品與材料產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，將材料中不需要的部分溶解而去除掉，而保留下需要的部分，目前使用的方法有濕式蝕刻技術(shù)與干式蝕刻技術(shù)兩種，廣泛的應(yīng)用在半導(dǎo)體與微機(jī)電系統(tǒng)制程上，可以產(chǎn)生任何微小的凸出構(gòu)造。
[0004]干式蝕刻的優(yōu)勢在于微結(jié)構(gòu)控制良好，對電性上也可以得到較佳的表現(xiàn)，但所需面臨的最大問題在于真空機(jī)臺(tái)本身抵抗環(huán)境中粒子(Particle)及反應(yīng)產(chǎn)生的固態(tài)副產(chǎn)物能力較差，濕式蝕刻則可與干式蝕刻優(yōu)缺點(diǎn)互補(bǔ)。濕式蝕刻的優(yōu)點(diǎn)是制程單純，產(chǎn)能速度快，并且具有優(yōu)秀的蝕刻選擇比。不過，因?yàn)闈袷轿g刻利用化學(xué)反應(yīng)來進(jìn)行薄膜的移除，而化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生并無特定的方向性，故濕式蝕刻的另一特點(diǎn)為等向性的蝕刻。蝕刻后的剖面有明顯的底切(Undercut)現(xiàn)象存在。濕式蝕刻反應(yīng)過程大概可分為三個(gè)階段:(I)反應(yīng)物質(zhì)擴(kuò)散到欲被蝕刻材質(zhì)的表面，(2)反應(yīng)物與被蝕刻薄膜反應(yīng)，(3)反應(yīng)后的產(chǎn)物從蝕刻表面擴(kuò)散到溶液中，并隨溶液被排出。在此三個(gè)階段中，反應(yīng)最慢的就是蝕刻速率的控制關(guān)鍵，也就是說，階段的進(jìn)行速率即是反應(yīng)速率。濕式蝕刻的進(jìn)行，通常先利用氧化劑，如硅、鋁蝕刻時(shí)的硝酸，將被蝕刻材料氧化，形成氧化物(eg.S12, Al2O3),再利用另一溶劑，如硅蝕刻中的氫氟酸(HF)，鋁蝕刻中的磷酸(H3PO4),來將此氧化層溶解，并隨溶液排除，然后新的氧化層再度形成，反復(fù)前述步驟，如此便可達(dá)到蝕刻的效果。
[0005]電容式觸控面板的工作原理是偵測手指的靜電電容對感測面所帶來的電容變化。投射電容式觸控技術(shù)可分為線傳感(Wire Sensing)與電網(wǎng)傳感(Grid Sensing)兩大類，其中線傳感將細(xì)金屬線夾在玻璃板(或塑料膜)之間，成為觸摸傳感器。金屬線的直徑約為數(shù)十微米，排列成復(fù)雜的圖案，即使隔著20毫米厚的玻璃，也能偵測到X與Y兩個(gè)方向的訊號，可用在戶外或防爆的環(huán)境中。另一方面，電網(wǎng)傳感以排列成格子狀的透明導(dǎo)電膜為觸摸傳感器，是目前智能型手機(jī)等手機(jī)上使用的投射電容式觸控技術(shù)。
[0006]在石墨稀薄膜觸控面板結(jié)構(gòu)里，石墨稀的角色為替代氧化銦錫(ΙΤ0, Indium TinOxide)材料的透明電極，而目前石墨烯薄膜應(yīng)用于觸控面板的技術(shù)為將不需要的石墨烯薄膜區(qū)域利用激光束或氧(O2)電漿蝕刻掉，而此方法會(huì)在制作圖形化轉(zhuǎn)移過程中發(fā)生石墨烯薄膜破裂造成合格率降低。
[0007]因此，提供一種免蝕刻制程的石墨烯薄膜觸控面板的制造方法，其制程在電性圖形化的石墨烯薄膜薄膜進(jìn)行轉(zhuǎn)印制程時(shí)，使所述石墨烯薄膜薄膜材料物理結(jié)構(gòu)依舊保持連續(xù)完整，并有效提高轉(zhuǎn)印制程的合格率，成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是提供一種石墨烯薄膜觸控面板的制造方法，以免蝕刻制程的強(qiáng)氧化劑與石墨烯薄膜產(chǎn)生反應(yīng)，使所述石墨烯薄膜薄膜材料物理結(jié)構(gòu)依舊保持連續(xù)完整。
[0009]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種石墨烯薄膜觸控面板的制造方法，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圖形化光罩，以強(qiáng)氧化劑接觸所述石墨烯薄膜未被所述光罩遮蔽的第一區(qū)域，以改變所述第一區(qū)域的官能基狀態(tài)，使所述第一區(qū)域形成絕緣體，所述石墨烯薄膜的所述第一區(qū)域以外的第二區(qū)域形成X或Y感測線路的圖案后去除所述光罩。
[0010]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，在所述基板上形成石墨烯薄膜的步驟為通過固態(tài)材料的化學(xué)技術(shù)制程使石墨烯薄膜生長于以金屬為主要活性組份的固體催化劑上，轉(zhuǎn)印石墨烯薄膜于基板上。
[0011]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，X及Y感測線路的圖案在所述基板的同一面，所述X及Y感測線路的圖案橋接的部分用絕緣材料隔開，橋接X及Y感測線路的圖案。
[0012]在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，X及Y感測線路的圖案分別形成于兩個(gè)所述基板上，后將基板以用于膠結(jié)透明光學(xué)組件的特種粘膠劑貼合，再接合軟性印刷電路板。
[0013]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，基板為透明基板。
[0014]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，基板為玻璃面板、塑料面板或石英面板。
[0015]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，強(qiáng)氧化劑為固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)或電漿態(tài)。
[0016]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，第一區(qū)域形成絕緣體后，使用溶劑將留在所述石墨烯薄膜上殘留的強(qiáng)氧化劑予以去除。
[0017]本發(fā)明因采用免蝕刻方式將石墨烯應(yīng)用于觸控面板，因石墨烯薄膜薄膜材料經(jīng)強(qiáng)氧化劑反應(yīng)后物理結(jié)構(gòu)依舊保持連續(xù)完整，使已圖形化的石墨烯薄膜進(jìn)行轉(zhuǎn)印制程時(shí)不易破裂，具有有效提高轉(zhuǎn)印制程合格率的優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0018]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0019]圖1是本發(fā)明的石墨烯薄膜觸控面板的制造方法的一示意性實(shí)施例的流程圖。
[0020]圖2是本發(fā)明的石墨烯薄膜觸控面板的制造方法的一示意性實(shí)施例的示意圖。
[0021]圖3是本發(fā)明的石墨烯薄膜觸控面板的一示例性實(shí)施例的示意圖。
[0022]圖4是本發(fā)明的石墨烯薄膜觸控面板的一示例性實(shí)施例的立體示意圖。
[0023]圖5是圖3的A區(qū)的放大圖。
[0024]圖6是本發(fā)明的石墨烯薄膜觸控面板的另一示例性實(shí)施例的示意圖。
[0025]標(biāo)記說明:
I強(qiáng)氧化劑 2基板 3第一區(qū)域 4第二區(qū)域 5軟性電路板 6石墨烯薄膜 7光罩
8X感測線路
9Y感測線路 10光學(xué)膠
11金屬橋接 SI導(dǎo)電基板
S2預(yù)設(shè)石墨烯薄膜非導(dǎo)電區(qū) S3披覆強(qiáng)氧化劑
S4氧化反應(yīng)改變石墨烯薄膜官能基狀態(tài) S5完成石墨烯薄膜導(dǎo)電區(qū)與石墨烯薄膜非導(dǎo)電區(qū)。
【具體實(shí)施方式】
[0026]圖1所示為本發(fā)明實(shí)施例的一種石墨烯薄膜觸控面板的制造方法的一示意性實(shí)施例的流程圖，圖2所示為本發(fā)明的石墨烯薄膜觸控面板的制造方法的一示意性實(shí)施例的示意圖，圖3是一種本發(fā)明的石墨烯薄膜觸控面板的一示例性實(shí)施例的示意圖，圖4是本發(fā)明的石墨烯薄膜觸控面板的一示例性實(shí)施例的立體示意圖，圖5是一種圖3的A區(qū)的放大圖，圖6是本發(fā)明的石墨烯薄膜觸控面板的另一示例性實(shí)施例的示意圖。
[0027]為了防止目前制程利用激光束或O2電漿把不必要的石墨烯薄膜材料蝕刻掉，本發(fā)明采用以下方法:請參照圖1，圖1是石墨烯薄膜觸控面板的制造方法的一示意性實(shí)施例的流程圖。其所示為在步驟SI導(dǎo)電基板上進(jìn)行選擇不需使用區(qū)域擇取絕緣區(qū)域，在步驟S2預(yù)設(shè)石墨烯薄膜非導(dǎo)電區(qū)，并接著在非導(dǎo)電區(qū)上進(jìn)行步驟S3披覆強(qiáng)氧化劑而使非導(dǎo)電區(qū)改變石墨烯薄膜官能基，所述強(qiáng)氧化劑可為固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)、電漿態(tài)的任一種態(tài)樣，步驟S4為待氧化反應(yīng)改變石墨稀薄膜官能基狀態(tài)進(jìn)行處理，接著步驟S4進(jìn)行步驟S5完成石墨稀薄膜導(dǎo)電區(qū)與石墨烯薄膜非導(dǎo)電區(qū)的區(qū)隔，而達(dá)到石墨烯薄膜材料的物理結(jié)構(gòu)連續(xù)完整而提高轉(zhuǎn)印制程合格率的作用。
[0028]圖2是本發(fā)明的石墨烯薄膜觸控面板的制造方法的一示意性實(shí)施例的示意圖，基板2上透過化學(xué)氣相沉積制程使石墨烯薄膜6生長于以金屬為主要活性組份的固體催化劑上，金屬催化劑主要是貴金屬及銅、鐵、鈷、鎳等過度元素。其中，催化劑分為單金屬和多金屬催化劑；生成的石墨稀薄膜6轉(zhuǎn)印于基板2上，其中，因石墨稀層材料物理結(jié)構(gòu)依舊連續(xù)完整，其轉(zhuǎn)印的方法包括:網(wǎng)版印刷(Screen Printing)、轉(zhuǎn)印(Transfer Printing)、凹版印刷(Gravure)、凸版印刷(Letterpress)、噴墨(Inkjet)、浸泡(Dipping)、旋轉(zhuǎn)涂布法(Spin Coating)、噴涂(Spray)法、逗號涂布法(Comma Coating)、線棒涂布法(RDSCoating)、平版印刷(Lithography)、狹縫式涂布法(Die Coating)、簾幕式涂布法(CurtainCoating)與滾筒涂布法(Roller Coating)其中之一；接著，形成圖形化光罩7，以強(qiáng)氧化劑I接觸石墨烯薄膜6未被光罩7遮蔽的第一區(qū)域3，以改變第一區(qū)域3官能基狀態(tài)，使第一區(qū)域3形成絕緣體，第一區(qū)域3以外的第二區(qū)域4形成X或Y感測線路的圖案后，使用水或有機(jī)溶劑將留在所述石墨烯薄膜6上殘留的強(qiáng)氧化劑I予以去除。
[0029]石墨烯薄膜觸控面板的一示例性實(shí)施例的示意圖請參閱圖3、圖4或圖5。強(qiáng)氧化劑去除后，接著，去除光罩，基板2上X感測線路8與Y感測線路9連結(jié)的部分用光阻或是保護(hù)膜(over coat)隔開，再用金屬橋接11 (metal bridge) X (或Y)感測線路和X (或Y)感測線路連接。
[0030]圖6是本發(fā)明的石墨烯薄膜觸控面板的制另一示例性實(shí)施例的示意圖，藉由一種石墨烯薄膜觸控面板的制造方法形成X基板及Y基板的感測線路，X感測線路8及Y感測線路9的圖案分別形成于兩基板上，后將兩基板以光學(xué)膠10 (OCA, Optically Clear Adhesive)貝占合，再接合軟性電路板5 (FPC, Flexible Print Circuit)。
[0031]綜上所述，本發(fā)明所提出的一種免蝕刻制程的石墨烯薄膜觸控面板的制造方法，其利用強(qiáng)氧化劑方法改變石墨烯官能基形成非蝕刻的絕緣區(qū)，因此本發(fā)明不需使用蝕刻來進(jìn)行制程。相較于先前技術(shù)，本發(fā)明在制作圖形化轉(zhuǎn)移過程中發(fā)生石墨烯薄膜不因蝕刻破裂原官能基造成合格率降低，因此本發(fā)明使非導(dǎo)電區(qū)石墨烯薄膜薄膜材料物理結(jié)構(gòu)保持連續(xù)完整，并有效提高轉(zhuǎn)印制程的合格率。
[0032]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)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(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.石墨烯薄膜觸控面板的制造方法，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圖形化光罩； 以強(qiáng)氧化劑接觸所述石墨烯薄膜未被所述光罩遮蔽的第一區(qū)域，以改變所述第一區(qū)域的官能基狀態(tài)，使所述第一區(qū)域形成絕緣體，所述石墨烯薄膜的所述第一區(qū)域以外的第二區(qū)域形成X感測線路的圖案，或者形成Y感測線路的圖案，或者形成X及Y感測線路的圖案；和 去除所述光罩。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨烯薄膜觸控面板的制造方法，其中，在所述基板上形成所述石墨烯薄膜的步驟包括透過固態(tài)材料的化學(xué)技術(shù)制程使所述石墨烯薄膜生長于催化劑金屬上，再轉(zhuǎn)印所述石墨烯薄膜于所述基板上。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的石墨烯薄膜觸控面板的制造方法，其中，所述固態(tài)材料的化學(xué)技術(shù)制程包括化學(xué)氣相沉積制程。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨烯薄膜觸控面板的制造方法，還包括:當(dāng)所述石墨烯薄膜的第二區(qū)域形成所述X及Y感測線路的圖案時(shí)，在所述X或Y感測線路的圖案的橋接區(qū)域上形成絕緣層，并在所述絕緣層上形成橋接線路。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨烯薄膜觸控面板的制造方法，還包括:當(dāng)所述石墨烯薄膜的第二區(qū)域形成所述X感測線路的圖案，或者形成Y感測線路的圖案時(shí)，所述X感測線路的圖案及所述Y感測線路的圖案分別形成于兩個(gè)所述基板上，再將兩個(gè)所述基板以粘膠貼入口 O6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的石墨烯薄膜觸控面板的制造方法，其中，所述粘膠包括透明光學(xué)膠。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨烯薄膜觸控面板的制造方法，其中，所述基板為透明基板。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨烯薄膜觸控面板的制造方法，其中，所述基板為玻璃面板、塑料面板或石英面板。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨烯薄膜觸控面板的制造方法，其中，所述強(qiáng)氧化劑為固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)或電漿態(tài)。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨烯薄膜觸控面板的制造方法，其中還包括:在所述第一區(qū)域形成絕緣體后，使用溶劑將留在所述石墨烯薄膜上殘留的強(qiáng)氧化劑予以去除。
【文檔編號】G06F3/044GK105867670SQ201510034511
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2015年1月23日
【發(fā)明人】辛坤瑩, 劉勇信
【申請人】冠捷投資有限公司