Nachrichten am 24. März, Pekinger Zeit, Graphen flexibler Touchscreen eröffnet eine neue Ära in der Unterhaltungselektronik
Seit dem 21. Jahrhundert, mit der Entwicklung von Wissenschaft und Technologie, hat unser Leben ständig enorme Veränderungen erfahren. Von der Popularisierung von Computern und Mobiltelefonen bis hin zur iterativen Aktualisierung verschiedener elektronischer Produkte ändern sich auch die Bedürfnisse der Menschen. Das Aufkommen der Touchscreen-Technologie macht das Leben, das Lernen und die Unterhaltung schneller und bequemer.
Es gibt viele Arten von modernen Touchscreens: resistive Touchscreens, kapazitive Touchscreens, Infrarot-Technologie-Touchscreens, Oberflächen-Akustik-Wellentechnologie-Touchscreens usw. Die dominierenden Technologien sind kapazitive Touchscreens und resistive Touchscreens. Egal, ob es sich um einen kapazitiven Touchscreen oder einen resistiven Touchscreen handelt, eine unverzichtbare Kernkomponente ist die ITO-Leitschicht in der Mitte.
Graphen ist aufgrund seiner hohen Leitfähigkeit, hohen Zähigkeit, hohen Festigkeit, hohen Transparenz und anderer Vorteile zu einem aufstrebenden Material in aufstrebenden Industrien geworden. Es hat einen hohen technischen Inhalt und breite Anwendungsperspektiven. Der flexible Touchscreen aus Graphen anstelle von ITO kann Mobiltelefone realisieren und die perfekte Einheit von Computern wird eine neue Ära der Veränderungen im Bereich der Unterhaltungselektronik herbeiführen.
ITO leitfähige Schicht
Anwendungsvorteile von Graphenmaterialien in Touchscreens
Flexible Siebhandgelenkmaschine
Graphen ist ein neues zweidimensionales Material mit nur einer Schicht atomarer Dicke und hat hervorragende Eigenschaften in Mechanik, Wärme, Optik und Elektrizität. Graphen hat offensichtliche Anwendungsvorteile in Touchscreens, und seine Hauptvorteile sind:
(1) Graphen ist fast vollständig transparent, und die Lichtdurchlässigkeit von einschichtigem Graphenfilm von ultravioletten, sichtbaren bis zu infraroten Bändern beträgt bis zu 97,7%, so dass es keinen Farbstich gibt;
(2) Der Widerspruch zwischen elektrischer Leitfähigkeit und Lichtdurchlässigkeit kann in der transparenten Graphenelektrode gut aufgelöst werden. Das Graphenmaterial ist nur eine Kohlenstoffatomschicht dick und seine Trägerbeweglichkeit ist extrem hoch, was der bisher gefundenen Leitfähigkeit entspricht. Höchstes Material
(3) Graphen hat eine extrem hohe mechanische Festigkeit und ist sehr weich (es kann sogar bis zu einem gewissen Grad gefaltet werden);
(4) Graphen hat stabile chemische Eigenschaften, und seine Leistung wird weniger von der Umwelt beeinflusst.
(5) Graphen ist eine einatomige Schicht aus Kohlenstoffmaterial, die ungiftig und umweltfreundlich ist und den Anforderungen des Grün- und Umweltschutzes entspricht.
(6) Der Gehalt an Kohlenstoffelementen in der Natur ist sehr reich, so dass die Verwendung von Graphen als Elektrode weniger Einschränkungen für Rohstoffe hat.
Schlüsseltechnologien in Graphen-Touchscreens
Großflächige Graphenfilme werden im Allgemeinen auf der Oberfläche von Metallsubstraten wie Kupferfolie bei hohen Temperaturen gezüchtet. Für Graphenanwendungen ist es notwendig, Graphen vom Wachstumssubstrat auf die gewünschte Substratoberfläche zu übertragen. Der Prozess der Graphen-Touchscreens gliedert sich in vier Prozesse: Graphentransfer, Modifikation, Strukturierung und die Herstellung von kapazitiven Bildschirmmodulen, und der aktuelle Forschungs- und Entwicklungsschwerpunkt liegt auch auf der Verbesserung dieser vier Prozesse.
01Schlüsseltechnologie der Graphenfilmübertragung
Es gibt viele Übertragungsmethoden für Graphenfilme, und derzeit gibt es zwei Arten, die am häufigsten verwendet werden: PMMA-Opferschicht-basierte Transfermethoden und Pyro-Release-Bandtransfermethoden. Die erste Methode: spinbeschichtetes Polymethylmethacrylat (PMMA) auf der Oberfläche von Graphen, das Kupfer mit Säure ätzen, dann das Graphen auf das Zielsubstrat übertragen und schließlich PMMA mit Aceton entfernen. Diese Methode ist einfach zu bedienen. Wird ausgiebig im Labor verwendet; Die letztere Methode: Laminieren Sie das Pyro-Freisetzungsband mit Graphen / Kupferfolie, ätzen Sie das Kupfer mit saurer Lösung, befestigen Sie dann das Graphen / Pyro-Freisetzungsband auf dem Zielsubstrat und führen Sie schließlich das Pyro-Freisetzungsband durch Wärmeübertragung, um Graphen freizusetzen. Die Wärmeabscheider-Bandübertragungsmethode ist für den großflächigen Einsatz geeignet und gleichzeitig ist es praktisch, die Form des übertragenen Graphens durch das Schneiden des Bandes zu steuern. Daher ist für den Graphen-Touchscreen die Graphen-Methode zur Wärmeableitung von Bändern praktischer.
02Schlüsseltechnologien der Graphenfilmmodifikation
Entsprechend den unterschiedlichen Anwendungsanforderungen muss auch die Graphenfolie modifiziert und verbessert werden. Für Graphen-Touchscreens muss der Graphenfilm die Leitfähigkeit der Folie weiter verbessern und gleichzeitig eine hohe Lichtdurchlässigkeit aufrechterhalten. Im Falle einer bestimmten Trägermobilität ist die Erhöhung der Trägerkonzentration von Graphen durch Dopingmodifikation ein wichtiger Weg, um die Leitfähigkeit von Graphen zu verbessern. Das Valenzband und das Leitungsband des intrinsischen Graphens stehen in konischem Kontakt in der Mitte der Brillouin-Zone, so dass es sich um einen Halbleiter oder Halbmetall mit Nullbandlücke handelt; Es kann durch Oberflächenadsorption, Gitterleerstand, Gitterersatzdotierung usw. verändert werden. Bandenergieniveaustruktur, die einen Dotierungseffekt ähnlich dem Halbleiter bildet. Derzeit gibt es viele Arten von Graphen-Dotierungsmodifikatoren, hauptsächlich Salpetersäure, Chloraurinsäure, leitfähiges Polymer usw. Die verwendeten Modifikationsverfahren umfassen Einweichen, Begasen, In-situ-Compoundieren und Schleuderbeschichten.
03Schlüsseltechnologien für die Graphenfilmmusterung
Graphen ist ein zweidimensionales Material, das aus Kohlenstoffatomen besteht und eine gute chemische Stabilität aufweist. Im Allgemeinen ist es schwierig, Graphen mit Säure und Lauge zu korrodieren. Daher wird bei der Implementierung eines kapazitiven Touchscreens mit Graphen ein großes Problem auftreten: Das Ätzen von Graphen kann unter den bestehenden Bedingungen der Touch-Prozesslinie erreicht werden. . Um das Ätzen von Graphen zu erreichen, umfasst die allgemeine Methode zwei Aspekte: (1) Da Graphen ein sehr dünnes Material mit nur einer atomaren Schichtdicke ist, kann ein hochenergetisches Bombardement verwendet werden, um unerwünschtes Graphit zu entfernen (2) Graphen besteht aus Kohlenstoffatomen, so dass davon ausgegangen werden kann, dass es unter besonderen Bedingungen chemisch mit Sauerstoff und anderen Substanzen reagiert, um Graphen zu entfernen. Darauf aufbauend gibt es drei Ätzverfahren für Graphen: Laserätzen, Sauerstoffplasmaätzen und Sauerstoffultraviolettätzen. Unter ihnen hat das Graphen-Laserätzverfahren ein relativ einfaches Bearbeitungsverfahren. Gleichzeitig können die bestehenden industrialisierten Anlagen Graphenmuster in der Größenordnung von 10 Mikrometern realisieren, was die Nachfrage nach Großserienproduktion in Fabriken deckt.
04Schlüsseltechnologien des Graphen-Touch-Moduls
Der Herstellungsprozess des Graphen-Touch-Moduls kann in einen Front-End-Sensorprozess und einen Back-End-Bonding-Prozess unterteilt werden. Der Zweck des Front-End-Prozesses besteht darin, den Sensor eines kapazitiven Touchscreens zu realisieren, und der Back-End-Prozess besteht darin, den Sensor mit dem Touch-Chip zu verbinden, um einen Graphenkondensator zu bilden. Fertiger Touchscreen. Zu den wichtigsten Prozessschritten gehören: Siebdruck und Ätzen von Silberpaste, Verklebung von Graphensensor und Touch-Chip, Deckelverklebung und Entschäumung. Unter ihnen sind der Graphensensor und der Touch-Chip durch eine flexible Leiterplatte (FPC) elektrisch verbunden, die unter bestimmten Druck- und Hochtemperaturbedingungen mit ACF-Kleber gebunden und verbunden werden muss.
Zusammenfassung und Ausblick
Graphenmaterialien haben aufgrund ihrer eigenen Eigenschaften breite Anwendungsperspektiven im Bereich der Touchscreens. Führende Unternehmen im In- und Ausland haben bereits damit begonnen, Patentlayouts in verwandten Bereichen durchzuführen, aber es gibt noch viele Probleme, die bei der Massenproduktion von Graphen-Touchscreens gelöst werden müssen. . Daher müssen inländische Unternehmen ihre F&E-Investitionen noch erhöhen, um die Möglichkeit zu haben, die Patentblockade der Giganten zu durchbrechen und gleichzeitig die Zusammenarbeit mit Universitäten oder wissenschaftlichen Forschungseinrichtungen zu stärken und die Integration von Industrie, Bildung und Forschung aktiv zu fördern, wobei der Schwerpunkt auf dem Transfer, der Modifikation und der Grafik von Graphen liegt. Um den Industrialisierungsprozess von Graphen im Touchscreen-Bereich in meinem Land zu beschleunigen, ist es notwendig, sinnvolle Verbesserungen im Vorbereitungsprozess der chemischen und kapazitiven Bildschirmmodulvorbereitung anzustreben.
