[发明专利]一种多点触控石墨烯电容触摸屏及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电容式触摸屏及其制备方法，具体涉及一种基于石墨烯薄膜的可实现多点触控功能的电容式触摸屏及其制备方法，更涉及一种以石墨烯透明导电薄膜为电极材料的多点触控电容式触摸屏及其制备方法，属于触摸屏技术领域。

背景技术

触摸屏是一种输入设备，能够方便实现人与计算机及其它便携式移动设备的交互作用。而多点触摸技术，能构成一个触摸屏（屏幕，桌面，墙壁等）或触控板，同时接受来自屏幕上多个点进行计算机的人机交互操作。用户可通过双手进行单点触摸，也可以以单击、双击、平移、按压、滚动以及旋转等不同手势触摸屏幕，实现随心所欲地操控，从而更好更全面地了解对象的相关特征（文字、录像、图片、卫片、三维模拟等信息）。

在触摸屏结构中，透明导电薄膜是必不可少的触摸感应单元，其作用是生成触控信号，并将触控信号输出到IC芯片；同时保证透光率，使使用者能够看到画面。因此，用作透明导电薄膜的材料必须同时满足两种条件：①对可见光（波长λ在380～760nm范围内）的透射率高，可见光的平均透过率T_avg＞80%；②电导率高，电阻率在10^-3Ω·cm以下，才能使用在透明导电膜电极上。

现有技术中，ITO用作电容式触摸屏的透明导电薄膜具有较高的导电性和透明度，能基本满足触摸屏对导电性和透明度的要求，但是ITO透明导电薄膜仍然存在很多难以克服的困难：（1）ITO很脆易碎，应用时容易被磨损或者在弯曲时出现裂纹、脱落而影响使用寿命，尤其是以塑胶基片为基材时，此问题更加突出；（2）ITO成膜后需要高温处理才能达到高导电性，当使用塑胶基片时，由于受处理温度限制，薄膜导电性和透明度均较低；（3）受原材料、生产设备和工艺的影响，ITO薄膜越来越昂贵；同时，ITO的主要成分—铟的储量有限，将面临资源枯竭；另外，ITO的成膜工艺必须使用高质量的ITO靶材，而高质量ITO靶材生产技术主要控制在日本、美国、欧洲等国家。因此，寻找合适的ITO替代材料成为当前亟待解决的难题。

石墨烯（Graphene）是一种有sp2杂化碳原子组成的六角型呈蜂巢状的二维纳米材料，具有高达97.4%的透射率，且在可见光波段与波长无关，透射光谱几乎为平坦状态；而在透过率维持在95%范围内时，方块电阻仍可达到125Ω/□，已经达到了工业界透明电极的质量标准（400～900Ω/□）；同时，石墨烯的色调完全无色；能够在触摸屏上忠实地再现图像颜色。

但在实际应用中，基于石墨烯薄膜的触摸屏无法通过电极膜层图案化后进行金属搭桥等操作的方式应用如菱形图案等复杂图案，如果采用单层复杂图案如毛毛虫图形，激光精细刻划过程良率很低，耗时过长，因此只能采用简单的三角形图案进行单点触控，无法实现多点触控功能，严重限制了石墨烯在触摸屏领域的应用。

因此，如何实现基于石墨烯导电薄膜的多点触控电容式触摸屏是限制石墨烯应用于触摸屏的一个技术壁垒，是本领域一个亟待解决的问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种石墨烯电容式触摸屏及其制备方法，用以解决基于石墨烯薄膜的电容式触摸屏无法实现多点触控的问题。

本发明的目的之一在于提供一种石墨烯电容式触摸屏，所述触摸屏的透明导电薄膜由两层不同图案方向的石墨烯薄膜贴合而成。

本发明所述的电容式触摸屏以石墨烯薄膜作为透明导电薄膜，能够依托于石墨烯薄膜良好的电学和光学性能，获得性能优异的电容式触摸屏；同时，通过设置两层不同图案方向的相互叠加的石墨烯薄膜作为透明导电薄膜，来实现多点触控的目的。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种石墨烯电容式触摸屏由下至上依次包括：

（i）薄膜传感器，用于感知触摸位置；

（ii）玻璃盖板，贴合在薄膜传感器上，用于保护薄膜传感器；

其中，所述触摸屏的功能区域划分包括：用于感知触摸位置和观察屏幕的视窗触控区，和用于传输感知信号的引线电极区；所述触摸屏的功能区域划分如图1所示（图1为本发明所述触摸屏的功能区域划分示意图）；

其中，薄膜传感器由第一感应板和第二感应板同向贴合而成；

其中，感应板由下至上依次包括基板、沉积在基板上的石墨烯透明导电薄膜和沉积在引线电极区的金属薄膜；

其中，第一感应板的石墨烯透明导电薄膜和金属薄膜具有沿第一方向延伸的图案；第二感应板的石墨烯透明导电薄膜和金属薄膜具有沿第二方向延伸的图案。