Noticias del 24 de marzo, hora de Beijing, la pantalla táctil flexible de grafeno abre una nueva era en la electrónica de consumo
Desde el siglo XXI, con el desarrollo de la ciencia y la tecnología, nuestras vidas han sufrido cambios tremendos todo el tiempo. Desde la popularización de las computadoras y los teléfonos móviles hasta la actualización iterativa de varios productos electrónicos, las necesidades de las personas también están cambiando. El surgimiento de la tecnología de pantalla táctil hace que la vida, el aprendizaje y el entretenimiento sean más rápidos y convenientes.
Hay muchos tipos de pantallas táctiles modernas: pantallas táctiles resistivas, pantallas táctiles capacitivas, pantallas táctiles de tecnología infrarroja, pantallas táctiles de tecnología de ondas acústicas superficiales, etc. Las tecnologías dominantes son las pantallas táctiles capacitivas y las pantallas táctiles resistivas. Sin embargo, ya sea una pantalla táctil capacitiva o una pantalla táctil resistiva, un componente central indispensable es la capa conductora ITO en el medio.
El grafeno se ha convertido en un material emergente en industrias emergentes debido a su alta conductividad, alta tenacidad, alta resistencia, alta transparencia y otras ventajas. Tiene un alto contenido técnico y amplias perspectivas de aplicación. La pantalla táctil flexible hecha de grafeno en lugar de ITO puede realizar teléfonos móviles y La unidad perfecta de las computadoras traerá consigo una nueva era de cambios en el campo de la electrónica de consumo.
capa conductora ITO
Ventajas de la aplicación de materiales de grafeno en pantallas táctiles
Máquina de muñeca de pantalla flexible
El grafeno es un nuevo material bi-dimensional con una sola capa de espesor atómico y tiene excelentes propiedades mecánicas, térmicas, ópticas y eléctricas. El grafeno tiene obvias ventajas de aplicación en pantallas táctiles, y sus principales ventajas incluyen:
(1) El grafeno es casi completamente transparente, y la transmisión de luz de una película de grafeno de -capa desde el ultravioleta, visible hasta las bandas infrarrojas es tan alta como 97.7 por ciento, por lo que no hay tinte de color;
(2) La contradicción entre la conductividad eléctrica y la transmisión de luz puede resolverse bien en el electrodo transparente de grafeno. El material de grafeno tiene solo una capa de átomo de carbono de espesor, y la movilidad de su portador es extremadamente alta, que es la conductividad encontrada hasta ahora. Material más alto
(3) el grafeno tiene una resistencia mecánica extremadamente alta y es muy blando (incluso puede plegarse hasta cierto punto);
(4) el grafeno tiene propiedades químicas estables y su rendimiento se ve menos afectado por el medio ambiente;
(5) El grafeno es una capa monoatómica de material de carbono, que no es-tóxica, no-contaminante para el medio ambiente y cumple con los requisitos de protección ecológica y ambiental;
(6) El contenido de elementos de carbono en la naturaleza es muy rico, por lo que el uso de grafeno como electrodo tiene menos restricciones en las materias primas.
Tecnologías clave en pantallas táctiles de grafeno
Las películas de grafeno de -área grande se cultivan generalmente en la superficie de sustratos metálicos, como láminas de cobre, a altas temperaturas. Para aplicaciones de grafeno, es necesario transferir grafeno desde el sustrato de crecimiento a la superficie del sustrato deseado. El proceso de las pantallas táctiles de grafeno se divide en cuatro procesos: transferencia de grafeno, modificación, modelado y preparación de módulos de pantalla capacitiva, y el enfoque actual de investigación y desarrollo también está en mejorar estos cuatro procesos.
01Tecnología clave de transferencia de película de grafeno
Hay muchos métodos de transferencia para películas de grafeno, y actualmente hay dos tipos que son los más utilizados: métodos de transferencia basados en capa de sacrificio de PMMA-y métodos de transferencia de cinta de piro-liberación. El primer método: girar-polimetilmetacrilato (PMMA) sobre la superficie del grafeno, grabar el cobre con ácido, luego transferir el grafeno al sustrato objetivo y, finalmente, eliminar el PMMA con acetona. Este método es simple de operar. Usado extensivamente en el laboratorio; el último método: lamine la cinta de liberación de piro-con grafeno/lámina de cobre, grabe el cobre con una solución ácida, luego coloque la cinta de liberación de grafeno/piro-al sustrato objetivo y, finalmente, pase la cinta de liberación de piro. -cinta de liberación a través de transferencia de calor para liberar grafeno. El método de transferencia de cinta de liberación de calor-es conveniente para el uso en grandes-áreas y, al mismo tiempo, es conveniente controlar la forma del grafeno transferido a través del corte de la cinta. Por lo tanto, para la pantalla táctil de grafeno, el método de grafeno de transferencia de cinta de liberación de calor es más práctico.
02Tecnologías clave de la modificación de la película de grafeno
De acuerdo con los diferentes requisitos de la aplicación, la película de grafeno también debe modificarse y mejorarse. Para las pantallas táctiles de grafeno, la película de grafeno debe mejorar aún más la conductividad de la película mientras mantiene una alta transmisión de luz. En el caso de cierta movilidad de portadores, aumentar la concentración de portadores de grafeno mediante la modificación por dopaje es una forma importante de mejorar la conductividad del grafeno. La banda de valencia y la banda de conducción del grafeno intrínseco están en contacto cónico en el centro de la zona de Brillouin, por lo que es un semiconductor de banda prohibida cero-o semi-metal; se puede cambiar por adsorción de superficie, vacancia de red, dopaje de reemplazo de red, etc. Estructura del nivel de energía de la banda, formando un efecto de dopaje similar al semiconductor. En la actualidad, existen muchos tipos de modificadores de dopaje de grafeno, principalmente ácido nítrico, ácido cloroáurico, polímero conductor, etc. Los métodos de modificación utilizados incluyen remojo, fumigación, composición in-in situ y recubrimiento por centrifugación.
03Tecnologías clave para el modelado de películas de grafeno
El grafeno es un material bi-dimensional compuesto por átomos de carbono y tiene una buena estabilidad química. Generalmente, es difícil corroer el grafeno con ácidos y álcalis. Por lo tanto, en el proceso de implementación de pantallas táctiles capacitivas con grafeno, se enfrentará un gran problema: el grabado de grafeno se puede lograr bajo las condiciones de la línea de proceso táctil existente. . Para lograr el grabado de grafeno, el método general incluye dos aspectos: (1) Dado que el grafeno es un material muy delgado con un solo espesor de capa atómica, se puede utilizar un bombardeo de alta-energía para eliminar el grafito no deseado (2) Grafeno está compuesto por átomos de carbono, por lo que se puede considerar que reacciona químicamente con el oxígeno y otras sustancias en condiciones especiales para eliminar el grafeno. En base a esto, existen tres métodos de grabado para el grafeno: grabado con láser, grabado con plasma de oxígeno y grabado con oxígeno ultravioleta. Entre ellos, el método de grabado con láser de grafeno tiene un método de procesamiento relativamente simple. Al mismo tiempo, los equipos industrializados existentes pueden realizar patrones de grafeno del orden de 10 micras, lo que satisface la demanda de producción a gran-escala en las fábricas.
04Tecnologías clave del módulo táctil de grafeno
El proceso de fabricación del módulo táctil de grafeno se puede dividir en un proceso de sensor de front-end y un proceso de unión de back-end. El propósito del proceso de front-end es realizar el sensor de una pantalla táctil capacitiva, y el proceso de back{3}}end es unir el sensor al chip táctil para formar un capacitor de grafeno. Pantalla táctil terminada. Los principales pasos del proceso incluyen: serigrafía y grabado de pasta de plata, unión del sensor de grafeno y el chip táctil, unión de la cubierta y desespumado. Entre ellos, el sensor de grafeno y el chip táctil están conectados eléctricamente a través de una placa de circuito impreso flexible (FPC), que debe unirse y unirse con pegamento ACF a través de ciertas condiciones de presión y alta temperatura.
Resumen y perspectiva
Los materiales de grafeno tienen amplias perspectivas de aplicación en el campo de las pantallas táctiles debido a sus propias características. Empresas líderes en el país y en el extranjero ya han comenzado a realizar diseños de patentes en campos relacionados, pero aún quedan muchos problemas por resolver en la producción en masa de pantallas táctiles de grafeno. . Por lo tanto, las empresas relacionadas nacionales todavía tienen que aumentar la inversión en I + D para tener la oportunidad de romper el bloqueo de patentes de los gigantes y, al mismo tiempo, fortalecer la cooperación con universidades o instituciones de investigación científica y promover activamente la integración de la industria, la educación y la investigación. centrándose en la transferencia, modificación y gráficos de grafeno. Para acelerar el proceso de industrialización del grafeno en el campo de la pantalla táctil en mi país, es necesario buscar mejoras significativas en el proceso de preparación de módulos de pantalla capacitiva y química.
