CN105224128A

CN105224128A - 触控显示装置及其制备方法

Info

Publication number: CN105224128A
Application number: CN201510632641.3A
Authority: CN
Inventors: 张迅; 张伯伦; 易伟华
Original assignee: WG Tech Jiangxi Co Ltd
Current assignee: WG Tech Jiangxi Co Ltd
Priority date: 2015-09-29
Filing date: 2015-09-29
Publication date: 2016-01-06

Abstract

本发明涉及一种触控显示装置及其制备方法。一种触控显示装置，包括薄膜晶体管显示模组，所述薄膜晶体管显示模组包括薄膜晶体管基板及与薄膜晶体管基板间隔设置的彩色滤光片基板，所述触控显示装置还包括触摸感应层及通过引线与所述触摸感应层连接的石墨烯层，所述触摸感应层层叠于所述薄膜晶体管基板表面，所述石墨烯层蒸镀于所述彩色滤光片基板表面。上述触控显示装置厚度较薄。

Description

触控显示装置及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种触控显示装置及其制备方法。

背景技术

触控屏是可触摸电子装置比如触控屏手机、平板电脑、电子书等电子装置的重要组成部分。触控屏一般包括显示模组及触控模组。触控模组通常包括两层层叠的ITO玻璃，两层ITO玻璃通过光学胶粘合在一起。

随着人们对电子产品轻薄化的追求，目前触控屏至少包括两层ITO玻璃及用来粘合的光学胶，厚度较厚，限制了触控屏的发展。

发明内容

基于此，有必要提供一种厚度较薄的触控显示装置及其制备方法。

一种触控显示装置，包括薄膜晶体管显示模组，所述薄膜晶体管显示模组包括薄膜晶体管基板及与薄膜晶体管基板间隔设置的彩色滤光片基板，所述触控显示装置还包括触摸感应层及通过引线与所述触摸感应层连接的石墨烯层，所述触摸感应层层叠于所述薄膜晶体管基板表面，所述石墨烯层蒸镀于所述彩色滤光片基板表面。

在其中一个实施方式中，所述石墨烯层的厚度为20nm～50nm。

在其中一个实施方式中，所述触摸感应层形成于所述薄膜晶体管基板朝向所述彩色滤光片基板的表面，所述石墨烯层形成于所述彩色滤光片基板远离所述薄膜晶体管基板的表面。

在其中一个实施方式中，所述触摸感应层的材料为ITO。

在其中一个实施方式中，还包括层叠于所述石墨烯层表面的盖板。

在其中一个实施方式中，还包括层叠于所述薄膜晶体管基板远离所述彩色滤光片基板的表面的偏光板。

上述的触控显示装置的制备方法，包括在所述薄膜晶体管显示模组的彩色滤光片基板上激光蒸发镀制备石墨烯层。

在其中一个实施方式中，所述激光蒸发镀制备石墨烯层的工艺条件为：镀膜室的真空度为10^-2Pa～10^-3Pa，镀膜室的温度为80℃～100℃，氦气流量为28sccm～32sccm，基距为1150mm，激光束功率密度为104W/cm²～109W/cm²。

在其中一个实施方式中，所述彩色滤光片基板在激光蒸发镀制备石墨烯层之前先进行清洗、干燥处理及静电消散处理，所述清洗的步骤包括依次进行纯水、碱液、二流体喷淋、超纯水喷淋及高压喷淋，所述干燥处理包括依次进行冷风干燥和热风干燥。

在其中一个实施方式中，所述在所述薄膜晶体管显示模组的彩色滤光片基板上激光蒸发镀制备石墨烯层的步骤中，使用的蒸发材料为石墨烯，使用的坩埚为石墨坩埚。

上述触控显示装置，通过在薄膜晶体管显示模组的彩色滤光片基板表面形成石墨烯层，石墨烯层与触摸感应层通过引线连接组成触控模组，石墨烯层直接形成在彩色滤光片基板表面，无需再使用一层玻璃承载石墨烯层，从而上述触控显示装置较薄；同时石墨烯层直接蒸镀形成于彩色滤光片基板表面，无需粘合，蒸镀工艺步骤较为简单，得到的石墨烯层的纯度较高；石墨烯层可以起到消除静电的作用，另外可以提高触控的灵敏度。

附图说明

图1为本发明一实施方式的触控显示装置的结构示意图；

图2为一实施方式的触控显示装置的制备方法中使用的激光蒸发镀膜装置的结构示意图。

具体实施方式

下面主要结合具体附图及具体实施例对触控显示装置及其制备方法作进一步详细的说明。

请参阅图1，一实施方式的触控显示装置100，包括薄膜晶体管显示模组10、石墨烯层30、盖板70及偏光板90。

薄膜晶体管(TFT)显示模组10包括薄膜晶体管(TFT)基板12、彩色滤光片(CF)基板14及设置于薄膜晶体管基板12和彩色滤光片基板14的液晶层16。当然，薄膜晶体管显示模组10还包括电极等其他元件，在此不做赘述。

薄膜晶体管(TFT)显示模组10还包括触摸感应层18。触摸感应层18形成于薄膜晶体管基板12的表面。具体在本实施方式中，触摸感应层18形成于薄膜晶体管基板12朝向彩色滤光片基板14的一侧表面，液晶层16位于触摸感应层18及彩色滤光片基板14之间。在图示的实施方式中，触摸感应层50直接形成于薄膜晶体管基板12的表面。当然，在其他实施方式中，触摸感应层50可以形成于玻璃基板(图未视)的表面形成ITO玻璃，再将ITO玻璃通过光学胶粘合在薄膜晶体管基板12远离彩色滤光片基板14的表面即可。

优选的，触摸感应层18的材料为ITO，当然，触摸感应层18的材料不限于为ITO，也可以为其他导电材料如AZO等。

优选的，触摸感应层18的厚度为30nm～40nm。

石墨烯层30直接激光蒸发镀于彩色滤光片基板14远离薄膜晶体管基板12的表面。石墨烯层30与触摸感应层18通过引线(图未视)连接组成触控模组。

优选的，石墨烯层30的厚度为20nm～50nm。

优选的，石墨烯层30的透光率96.5％～97％，此处透光率指的是TFT模组的彩色滤光片基板14表面形成石墨烯层30后的透光率与TFT模组的透光率的比值。

优选的，石墨烯层30的色差L＝39.3，a＝-1.8，b＝-4.8，△E≤0.5。

优选的，石墨烯层30的电阻为2.3×10⁸～7.6×10⁸Ω/cm²。

盖板70层叠于石墨烯层30的表面。优选的，盖板70的材料选自板硝子钠钙玻璃、高铝白玻璃、及旭虹高铝玻璃中的至少一种。

偏光片90层叠于薄膜晶体管基板12远离彩色滤光片基板14的表面。

优选的，偏光片90的材料选自EVA、PET、PVA及AP中的至少一种。

上述触控显示装置的制备方法，包括：在薄膜晶体管显示模组的彩色滤光片基板上激光蒸发镀制备石墨烯层。

优选的，薄膜晶体管显示模组的彩色滤光片基板的表面电阻为1×10⁸～1×10⁹Ω/cm²。

优选的，镀膜室的真空度为10^-2Pa～10^-3Pa，镀膜室的温度为80℃～100℃，氦气流量为28sccm～32sccm，基距为1150mm，激光束功率密度为104W/cm²～109W/cm²。基距指的是坩埚到基板之间的距离。该步骤中，将整个TFT模组放进激光蒸发镀膜设备中进行溅镀。

腔室真空压力和温度没达到预设值时，石墨烯蒸气分子与残余气体分子到达基片上的数量大致相等，这必将影响制备的膜层质量，采用高真空、中真空、低真空三组泵组在50S内将真空度抽至到10^-2Pa～10^-3Pa，保证石墨烯蒸汽分子到达基片表面的速率高于残余气体分子到达的速率，以减少残余气体分子对膜层的撞击和污染，提高膜层的纯度。优选的，在10^-3Pa时真空室内残余气体的主要组分为水蒸汽(约占90％以上)，为了减少残余气体中的水分，将高真空室内的温度升至80～100℃，使水分解。

优选的，在薄膜晶体管显示模组的彩色滤光片基板上激光蒸发镀制备石墨烯层时，蒸发材料为石墨烯，使用的坩埚为石墨坩埚。优选的，石墨烯的纯度≥95％。

优选的，在薄膜晶体管显示模组的彩色滤光片基板上激光蒸发镀制备石墨烯层时，采用CO₂激光蒸发镀。

请参阅图2，使用的激光蒸发镀膜设备200包括真空反应室201、激光器202、衰减器203、第一透镜204、光圈205、分光器206、第二透镜207、坩埚208、基板架209、探头210、光电池211。

真空反应室201开设有窗口2011。激光器202位于真空反应室201外且正对窗口2011。激光器202为CO₂连续激光器。激光器202与窗口2011相隔预定距离。

衰减器203、第一透镜204、光圈205、分光器206沿激光的光路方向自激光器202靠近窗口2011的一侧向窗口2011依次间隔排布。第二透镜207位于真空反应室201内且正对窗口2011设置。坩埚208收容于真空反应室201且与第二透镜207间隔设置。坩埚208用于盛放待蒸发的材料。基板架209收容于真空反应室201且与坩埚208间隔设置。探头210收容于真空反应室201且位于基板架209靠近坩埚208的一侧。探头210用于感应腔室温度。光电池211位于分光器206的一侧，光电池211用于进行光电转换产生电磁波。优选的，分光器206沿激光光路方向倾斜45°设置。

使用上述激光蒸发镀膜设备200在薄膜晶体管显示模组的彩色滤光片基板上激光蒸发镀制备石墨烯层时，将石墨烯放置于坩埚208内，将TFT模组放置于基板架209且彩色滤光片基板朝向坩埚208设置。激光器202发射的激光由外而内依次经过衰减器203、第一透镜204、光圈205、分光器206、第二透镜207反射至坩埚208，对坩埚208内的石墨烯进行激光加热蒸发，从而在彩色滤光片基板的表面沉积石墨烯薄膜。

优选的，薄膜晶体管显示模组的彩色滤光片基板在真空磁控溅射制备石墨烯层之前先进行清洗、干燥处理及静电消散处理。清洗的步骤包括依次进行纯水、碱液、BJ喷淋、DI喷淋及高压喷淋。优选的，碱液为清洗剂，更优选的，碱液中含有氢氧化钾。BJ喷淋指的是二流体喷淋，即采用含空气的水进行喷淋。DI喷淋指的是超纯水喷淋，超纯水指的是电阻率≥8兆欧的水。干燥处理包括依次进行冷风干燥和热风干燥。需要说明的是，如果薄膜晶体管显示模组本身是干净的，无脏污及灰尘，则这个步骤可以省略。

优选的，上述触控显示装置的制备方法还包括步骤：将盖板及偏光板分别层叠于石墨烯层及触摸感应层表面。优选的，盖板及偏光板通过光学胶分别与石墨烯层及薄膜晶体管基板12的表面粘合。

上述触控显示装置的制备方法，石墨烯层直接形成在彩色滤光片基板表面，无需再使用一层玻璃承载石墨烯层，从而上述触控显示装置较薄；同时石墨烯层直接形成于彩色滤光片基板表面，无需粘合，工艺步骤较为简单；激光蒸镀采用非接触式加热，避免坩埚污染，得到的石墨烯膜纯度较高；激光能量密度高，蒸发速度高，因此效率较高，且不会引起靶材带电。

以下结合具体实施例进行详细说明。

实施例1

实施例1的触控显示装置的石墨烯层的制备包括以下步骤：

(1)使用清洗机对TFT模组的TFT基板进行纯水、碱液、BJ喷淋、DI喷淋、高压喷淋依次清洗，将基板表面脏污及灰尘清洗干净、经冷风、热风干燥、静电消散，检验表面无脏污及灰尘，等待镀膜。

(2)使用CO₂激光蒸发镀膜机镀膜，镀膜室的真空度为6.5*10^-2Pa，镀膜室的温度为100℃，氦气流量为30sccm，基距为1150mm，激光束功率密度为104W/cm²～109W/cm²，坩埚为石墨坩埚，蒸发材料为石墨烯。

采用膜厚仪测试石墨烯层的厚度为26nm。

采用色差计测试石墨烯层的色差：L＝39.3，a＝-1.8，b＝-4.8，合格。

采用分光计测试石墨烯层的透光率为96.4％。

当然，制备触控显示装置还包括盖板、偏光板、引线的制备，采用业内常用方法即可，在此不做限定。

采用电阻仪测试石墨烯层的电阻为6.9*10⁸Ω/cm²；采用恒温恒湿箱在90℃，60％湿度240小时烘烤实验，石墨烯层的电阻变化率为35％；酒精浸泡5分钟，石墨烯层的电阻变化率为46％；烤箱加垫60℃烘烤240小时，电阻率变化为72％。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种触控显示装置，包括薄膜晶体管显示模组，所述薄膜晶体管显示模组包括薄膜晶体管基板及与薄膜晶体管基板间隔设置的彩色滤光片基板，其特征在于，所述触控显示装置还包括触摸感应层及通过引线与所述触摸感应层连接的石墨烯层，所述触摸感应层层叠于所述薄膜晶体管基板表面，所述石墨烯层蒸镀于所述彩色滤光片基板表面。

2.根据权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，所述石墨烯层的厚度为20nm～50nm。

3.根据权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，所述触摸感应层形成于所述薄膜晶体管基板朝向所述彩色滤光片基板的表面，所述石墨烯层形成于所述彩色滤光片基板远离所述薄膜晶体管基板的表面。

4.根据权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，所述触摸感应层的材料为ITO。

5.根据权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，还包括层叠于所述石墨烯层表面的盖板。

6.根据权利要求3所述的触控显示装置，其特征在于，还包括层叠于所述薄膜晶体管基板远离所述彩色滤光片基板的表面的偏光板。

7.如权利要求1～6任一项所述的触控显示装置的制备方法，其特征在于，包括在所述薄膜晶体管显示模组的彩色滤光片基板上激光蒸发镀制备石墨烯层。

8.根据权利要求7所述的触控显示装置的制备方法，其特征在于，所述激光蒸发镀制备石墨烯层的工艺条件为：镀膜室的真空度为10^-2Pa～10^-3Pa，镀膜室的温度为80℃～100℃，氦气流量为28sccm～32sccm，基距为1150mm，激光束功率密度为104W/cm²～109W/cm²。

9.根据权利要求7所述的触控显示装置的制备方法，其特征在于，所述彩色滤光片基板在激光蒸发镀制备石墨烯层之前先进行清洗、干燥处理及静电消散处理，所述清洗的步骤包括依次进行纯水、碱液、二流体喷淋、超纯水喷淋及高压喷淋，所述干燥处理包括依次进行冷风干燥和热风干燥。

10.根据权利要求7所述的触控显示装置的制备方法，其特征在于，所述在所述薄膜晶体管显示模组的彩色滤光片基板上激光蒸发镀制备石墨烯层的步骤中，使用的蒸发材料为石墨烯，使用的坩埚为石墨坩埚。