[发明专利]触摸屏图案化导电线路及其成型方法

说明书

本发明涉及触摸屏技术领域，尤其涉及触摸屏图案化导电线路及其成型方法，导电线路包括从内到外包括硅烷化碳纳米管底层、铜纳米线中间层和氮掺杂石墨烯外层，成型方法是采用喷射法依次在基材上喷射硅烷化碳纳米管油墨、铜纳米线油墨和氮掺杂石墨烯油墨，固化形成导电线路。本发明采用复合层导电线路，将碳纳米管、铜纳米线和氮掺杂石墨烯结合，降低了导电线路的电阻，提高了导电率，且氮掺杂石墨烯将铜纳米线包覆，使铜纳米线不易被腐蚀、氧化，提高了导电线路的使用寿命。

技术领域

本发明涉及触摸屏技术领域，尤其涉及触摸屏图案化导电线路及其成型方法。

背景技术

触摸屏又称为“触控屏”、“触控面板”，是一种可接收触头等输入讯号的感应式液晶显示装置，当接触了屏幕上的图形按钮时，屏幕上的触觉反馈系统可根据预先编程的程式驱动各种连结装置，可用以取代机械式的按钮面板，并借由液晶显示画面制造出生动的影音效果。触摸屏技术作为目前一种最简单、方便、自然的人机交互方式已受到全球的普遍重视，并被广泛应用于各个行业中。

目前现有的透明导电薄膜是以ITO透明导电薄膜为主导，它具有良好的导电性能以及薄膜透过率。但由于ITO薄膜自身固有的脆性，昂贵的沉积制程以及铟的日益紧缺，大大地限制了ITO薄膜在柔性显示领域的应用。因此新兴的透明导电薄膜如碳纳米管、石墨烯、导电聚合物，金属网格以及金属纳米线，逐渐进入人们的视野。而这些具有柔性特点的材料中，基于银纳米线的透明导电薄膜，由于兼备优异的耐弯折性、导电性和高透过率，同时还能通过溶液法制程和喷墨打印的方式实现成膜，相比于其他导电薄膜而言更被关注，但是银纳米线作为导电线路存在电子易迁移的问题。金的电学性质相对稳定，但是金相对稀缺，用金作为触摸屏的导电线路，成本过高，不利于量产。铜也可以作为触摸屏的导电线路，但是铜的性质极不稳定，容易被氧化，从而提高电阻。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供触摸屏图案化导电线路及其成型方法，采用复合层导电线路，将碳纳米管、铜纳米线和氮掺杂石墨烯结合，降低了导电线路的电阻，提高了导电率，且氮掺杂石墨烯将铜纳米线包覆，使铜纳米线不易被腐蚀、氧化，提高了导电线路的使用寿命。

本发明通过以下技术手段解决上述技术问题：

触摸屏图案化导电线路，所述导电线路从内到外包括硅烷化碳纳米管底层、铜纳米线中间层和氮掺杂石墨烯外层。

氮原子和碳原子具有相似的原子半径，将氮掺杂于石墨烯中可作为电子供体，从而表现出更优异的导电性能；将铜纳米线设置于硅烷化碳纳米管和氮掺杂石墨烯之间，可避免因铜氧化造成电阻增大、导电率降低的问题，还避免了银纳米线作为导电线路存在电子易迁移的问题。

进一步，所述氮掺杂石墨烯外层中的含氮量为4.0～5.0％，所述氮掺杂石墨烯外层呈三维网状结构。

另外，本发明还公开了上述的触摸屏图案化导电线路的成型方法，包括以下步骤：

基材清洗：取基材先后进行中性水洗、非接触AP清洗后，在基材上绘出导电线路图形；

硅烷化碳纳米管底层的形成：采用喷嘴上加装有压电陶瓷的压电式喷头，向基材上喷射硅烷化碳纳米管油墨，沿着导电线路图形喷射一次，随后置于70～75℃烘烤3min，形成硅烷化碳纳米管底层；

铜纳米线中间层的形成：采用压电式喷头向基材上喷射铜纳米线油墨，沿着硅烷化碳纳米管底层喷射两次，随后置于73～76℃烘烤3min，再进行闪光烧结，形成铜纳米线中间层；

氮掺杂石墨烯外层的形成：继续采用压电式喷头向基材上喷射氮掺杂石墨烯油墨，沿着铜纳米线中间层喷射两次，随后置于75～80℃烘烤3min，形成氮掺杂石墨烯外层，即形成图案化导电线路。

进一步，所述硅烷化碳纳米管油墨包括以下原料：硅烷化碳纳米管50～60wt％、聚乙烯蜡3～5wt％、异丙醇溶液余量。