ข้อดีและเทคโนโลยีที่สำคัญของกราฟีนในหน้าจอสัมผัส

ข่าวเมื่อวันที่ 24 มีนาคม เวลาปักกิ่ง หน้าจอสัมผัสแบบยืดหยุ่น graphene เปิดศักราชใหม่ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

Since the 21st century, with the development of science and technology, our lives have undergone tremendous changes all the time. From the popularization of computers and mobile phones to the iterative update of various electronic products, people's needs are also changing. The emergence of touch screen technology makes life, learning, and entertainment faster and more convenient.

หน้าจอสัมผัสที่ทันสมัยมีหลายประเภท: หน้าจอสัมผัสแบบต้านทาน, หน้าจอสัมผัสแบบ capacitive, หน้าจอสัมผัสเทคโนโลยีอินฟราเรด, หน้าจอสัมผัสเทคโนโลยีคลื่นอะคูสติกพื้นผิว ฯลฯ เทคโนโลยีที่โดดเด่นคือหน้าจอสัมผัสแบบ capacitive และหน้าจอสัมผัสแบบต้านทาน อย่างไรก็ตาม ไม่ว่าจะเป็นหน้าจอสัมผัสแบบ capacitive หรือหน้าจอสัมผัสแบบ resistive ส่วนประกอบหลักที่ขาดไม่ได้คือชั้นนำไฟฟ้า ITO ที่อยู่ตรงกลาง

กราฟีนได้กลายเป็นวัสดุที่เกิดขึ้นใหม่ในอุตสาหกรรมเกิดใหม่ เนื่องจากมีการนำไฟฟ้าสูง มีความเหนียวสูง มีความแข็งแรงสูง มีความโปร่งใสสูง และข้อดีอื่นๆ มีเนื้อหาด้านเทคนิคสูงและโอกาสในการสมัครที่กว้างขวาง หน้าจอสัมผัสที่ยืดหยุ่นซึ่งทำจากกราฟีนแทน ITO สามารถใช้กับโทรศัพท์มือถือได้ และความสามัคคีที่สมบูรณ์แบบของคอมพิวเตอร์จะนำมาซึ่งยุคใหม่ของการเปลี่ยนแปลงในด้านอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค


ชั้นนำไฟฟ้า ITO
ข้อดีของการใช้วัสดุกราฟีนในหน้าจอสัมผัส

เครื่องข้อมือหน้าจอแบบยืดหยุ่น
กราฟีนเป็นวัสดุใหม่สอง-มิติที่มีความหนาอะตอมเพียงชั้นเดียว และมีคุณสมบัติที่ยอดเยี่ยมในด้านกลศาสตร์ ความร้อน ทัศนศาสตร์ และไฟฟ้า Graphene มีข้อดีในการใช้งานที่ชัดเจนในหน้าจอสัมผัส และข้อดีหลัก ๆ ได้แก่:

(1) กราฟีนเกือบจะโปร่งใสทั้งหมด และการส่งผ่านแสงของฟิล์มกราฟีนชั้นเดียว-จากรังสีอัลตราไวโอเลตที่มองเห็นได้แถบอินฟราเรดสูงถึง 97.7 เปอร์เซ็นต์ ดังนั้นจึงไม่มีสีเพี้ยน

(2) ความขัดแย้งระหว่างการนำไฟฟ้าและการส่งผ่านแสงสามารถแก้ไขได้อย่างดีในอิเล็กโทรดโปร่งใสของกราฟีน วัสดุกราฟีนมีความหนาเพียงชั้นเดียวของอะตอมของคาร์บอน และการเคลื่อนที่ของพาหะนั้นสูงมาก ซึ่งเป็นค่าการนำไฟฟ้าที่พบจนถึงตอนนี้ วัสดุสูงสุด

(3) กราฟีนมีความแข็งแรงเชิงกลสูงมาก และมีความนุ่มมาก (สามารถพับได้ในระดับหนึ่ง)

(4) กราฟีนมีคุณสมบัติทางเคมีที่เสถียรและประสิทธิภาพของมันได้รับผลกระทบจากสิ่งแวดล้อมน้อยกว่า

(5) กราฟีนเป็นวัสดุคาร์บอนที่มีโครงสร้างเป็นอะตอมเดี่ยว ซึ่งไม่-เป็นพิษ ไม่-สร้างมลพิษต่อสิ่งแวดล้อม และเป็นไปตามข้อกำหนดในการปกป้องสิ่งแวดล้อมและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม

(6) เนื้อหาขององค์ประกอบคาร์บอนในธรรมชาตินั้นสมบูรณ์มาก ดังนั้นการใช้กราฟีนเป็นอิเล็กโทรดจึงจำกัดวัตถุดิบน้อยลง

เทคโนโลยีที่สำคัญในหน้าจอสัมผัสแบบกราฟีน

ฟิล์มกราฟีนพื้นที่ขนาดใหญ่-มักปลูกบนพื้นผิวของพื้นผิวโลหะ เช่น ฟอยล์ทองแดงที่อุณหภูมิสูง สำหรับการใช้งานกราฟีน จำเป็นต้องถ่ายโอนกราฟีนจากสารตั้งต้นสำหรับการเจริญเติบโตไปยังพื้นผิวที่ต้องการ กระบวนการของหน้าจอสัมผัส graphene แบ่งออกเป็นสี่ขั้นตอน: การถ่ายโอน graphene การปรับเปลี่ยนรูปแบบและการเตรียมโมดูลหน้าจอ capacitive และการมุ่งเน้นการวิจัยและพัฒนาในปัจจุบันยังอยู่ในการปรับปรุงกระบวนการทั้งสี่นี้


01เทคโนโลยีหลักของการถ่ายโอนฟิล์มกราฟีน

มีวิธีการถ่ายโอนมากมายสำหรับฟิล์มกราฟีน และปัจจุบันมีสองประเภทที่ใช้กันมากที่สุด: PMMA sacrificial layer-วิธีการถ่ายโอนแบบอิง และวิธีการถ่ายโอนเทป pyro-การปลดปล่อย วิธีการเดิมคือ ปั่น-เคลือบโพลีเมทิลเมทาคริเลต (PMMA) ที่ผิวกราฟีน กัดทองแดงด้วยกรด จากนั้นโอนกราฟีนไปยังสารตั้งต้นเป้าหมาย และสุดท้ายเอา PMMA ด้วยอะซิโตน วิธีนี้ใช้งานง่าย ใช้กันอย่างแพร่หลายในห้องปฏิบัติการ วิธีหลัง: เคลือบไพโร-เทปลอกออกด้วยกราฟีน/ฟอยล์ทองแดง กัดทองแดงด้วยสารละลายกรด จากนั้นติดกราฟีน/ไพโร-เทปปลดกับซับสเตรตเป้าหมาย และสุดท้ายก็ผ่านไพโร -ปล่อยเทปผ่านการถ่ายเทความร้อนเพื่อปล่อยกราฟีน วิธีถ่ายเทความร้อน-เทปสะดวกสำหรับการใช้งานในพื้นที่ขนาดใหญ่- และในขณะเดียวกันก็สะดวกในการควบคุมรูปร่างของกราฟีนที่ถ่ายโอนผ่านการตัดเทป ดังนั้น สำหรับหน้าจอสัมผัสแบบกราฟีน วิธีที่ใช้ความร้อน-การถ่ายเทเทปด้วยกราฟีนจึงเป็นประโยชน์มากกว่า

02เทคโนโลยีหลักของการดัดแปลงฟิล์มกราฟีน

ตามข้อกำหนดการใช้งานที่แตกต่างกัน ฟิล์มกราฟีนยังต้องได้รับการแก้ไขและปรับปรุง สำหรับหน้าจอสัมผัสแบบกราฟีน ฟิล์มกราฟีนจำเป็นต้องปรับปรุงการนำไฟฟ้าของฟิล์มเพิ่มเติมในขณะที่ยังคงให้แสงส่องผ่านได้สูง ในกรณีของการเคลื่อนย้ายพาหะบางอย่าง การเพิ่มความเข้มข้นของพาหะของกราฟีนโดยการปรับเปลี่ยนยาสลบเป็นวิธีที่สำคัญในการปรับปรุงการนำไฟฟ้าของกราฟีน แถบวาเลนซ์และแถบการนำไฟฟ้าของกราฟีนที่แท้จริงมีการสัมผัสกันรูปกรวยตรงกลางโซน Brillouin ดังนั้นจึงเป็นศูนย์-สารกึ่งตัวนำช่องว่างแถบหรือกึ่ง-โลหะ มันสามารถเปลี่ยนแปลงได้โดยการดูดซับพื้นผิว, ช่องว่างตาข่าย, ยาสลบแทนตาข่าย ฯลฯ โครงสร้างระดับพลังงานของแถบสร้างเอฟเฟกต์ยาสลบคล้ายกับเซมิคอนดักเตอร์ ในปัจจุบัน สารเติมแต่งกราฟีนมีหลายประเภท ส่วนใหญ่เป็นกรดไนตริก กรดคลอโรออริก พอลิเมอร์นำไฟฟ้า เป็นต้น วิธีการดัดแปลงที่ใช้รวมถึงการแช่ การรมควัน การผสมใน-สารประกอบในแหล่งกำเนิด และการเคลือบแบบหมุน

03เทคโนโลยีหลักสำหรับการสร้างลวดลายฟิล์มกราฟีน

กราฟีนเป็นวัสดุสอง-มิติที่ประกอบด้วยอะตอมของคาร์บอนและมีความเสถียรทางเคมีที่ดี โดยทั่วไป ยากต่อการกัดกร่อนกราฟีนด้วยกรดและด่าง ดังนั้น ในกระบวนการของการใช้หน้าจอสัมผัสแบบ capacitive กับ graphene จะพบปัญหาใหญ่: การแกะสลักของ graphene สามารถทำได้ภายใต้เงื่อนไขของกระบวนการสัมผัสที่มีอยู่ . เพื่อให้ได้การกัดเซาะของกราฟีน วิธีการทั่วไปประกอบด้วยสองลักษณะ: (1) เนื่องจากกราฟีนเป็นวัสดุที่บางมากและมีความหนาของชั้นอะตอมเพียงชั้นเดียว จึงสามารถใช้-การทิ้งระเบิดพลังงานสูงเพื่อขจัดกราไฟท์ที่ไม่ต้องการได้ (2) กราฟีน ประกอบด้วยอะตอมของคาร์บอน จึงถือได้ว่าทำปฏิกิริยาทางเคมีกับออกซิเจนและสารอื่นๆ ภายใต้สภาวะพิเศษเพื่อขจัดกราฟีน ตามนี้ มีวิธีการแกะสลักสามวิธีสำหรับกราฟีน: การกัดด้วยเลเซอร์ การกัดด้วยออกซิเจนในพลาสมา และการแกะสลักด้วยรังสีอัลตราไวโอเลตด้วยออกซิเจน ในหมู่พวกเขาวิธีการแกะสลักด้วยเลเซอร์กราฟีนมีวิธีการประมวลผลที่ค่อนข้างง่าย ในเวลาเดียวกัน อุปกรณ์อุตสาหกรรมที่มีอยู่สามารถรับรู้รูปแบบกราฟีนตามคำสั่ง 10 ไมครอน ซึ่งตรงกับความต้องการสำหรับการผลิตขนาดใหญ่-ในโรงงาน

04เทคโนโลยีหลักของ Graphene Touch Module

กระบวนการผลิตโมดูลสัมผัสกราฟีนสามารถแบ่งออกเป็นกระบวนการเซ็นเซอร์ด้านหน้า-ปลายและกระบวนการประสานปลายด้านหลัง- จุดประสงค์ของกระบวนการส่วนหน้า-คือเพื่อให้ทราบถึงเซ็นเซอร์ของหน้าจอสัมผัสแบบ capacitive และกระบวนการสิ้นสุด-ที่ด้านหลังคือการยึดเซ็นเซอร์กับชิปสัมผัสเพื่อสร้างตัวเก็บประจุแบบกราฟีน หน้าจอสัมผัสสำเร็จรูป ขั้นตอนหลักในกระบวนการ ได้แก่: ซิลค์สกรีนและการแกะสลักซิลเวอร์เพสต์ การเชื่อมเซ็นเซอร์กราฟีนและชิปสัมผัส การติดฝาครอบและการทำให้เกิดฟอง ในหมู่พวกเขา เซ็นเซอร์กราฟีนและชิปสัมผัสเชื่อมต่อด้วยไฟฟ้าผ่านแผงวงจรพิมพ์แบบยืดหยุ่น (FPC) ซึ่งจำเป็นต้องผูกมัดและยึดติดด้วยกาว ACF ผ่านความดันบางอย่างและสภาวะที่มีอุณหภูมิสูง

สรุปและแนวโน้ม

วัสดุกราฟีนมีแนวโน้มการใช้งานในวงกว้างในด้านหน้าจอสัมผัส เนื่องจากมีลักษณะเฉพาะของตัวเอง บริษัทชั้นนำทั้งในและต่างประเทศได้เริ่มดำเนินการออกแบบสิทธิบัตรในสาขาที่เกี่ยวข้องแล้ว แต่ยังมีปัญหามากมายที่ต้องแก้ไขในการผลิตจำนวนมากของหน้าจอสัมผัสแบบกราฟีน . ดังนั้น บริษัทที่เกี่ยวข้องในประเทศยังคงต้องเพิ่มการลงทุน RD เพื่อให้มีโอกาสฝ่าด่านการปิดกั้นสิทธิบัตรของยักษ์ใหญ่ และในขณะเดียวกันก็กระชับความร่วมมือกับมหาวิทยาลัยหรือสถาบันวิจัยทางวิทยาศาสตร์ และส่งเสริมการบูรณาการอุตสาหกรรม การศึกษา และการวิจัยอย่างแข็งขัน เน้นการถ่ายโอน การดัดแปลง และกราฟิกของกราฟีน เพื่อที่จะเร่งกระบวนการอุตสาหกรรมของกราฟีนในฟิลด์หน้าจอสัมผัสในประเทศของฉัน จำเป็นต้องแสวงหาการปรับปรุงที่มีความหมายในกระบวนการเตรียมการเตรียมโมดูลหน้าจอเคมีและ capacitive