石墨烯傳感器及其制作方法和觸控顯示裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及觸摸屏技術領域，尤其涉及一種石墨烯傳感器及其制作方法和觸控顯示裝置。
【背景技術】
[0002]石墨烯是一種由碳原子以Sp2雜化軌道(一個s軌道和兩個P軌道雜化)組成六角型呈蜂巢晶格的平薄膜，只有一個碳原子厚度的二維材料，厚度僅有0.335nm。單層石墨烯透光率為97.7%，具有高透光率、無反射、超高載流子迀移率(2*105cm2/Vsec)、高柔韌性、高機械強度(拉伸強度10-20GPa)、高化學穩定性、高導熱性等優異性能。石墨烯作為透明導電薄膜可制作超薄、超輕、高透光、柔性的觸摸屏。
[0003]觸摸屏的發展趨勢是大尺寸、窄邊框、超薄、超輕。采用高蝕刻精度的細線寬金屬引線，是針對窄邊框和超窄邊框產品的需求而開發的。但目前成熟的絲網印刷導電銀漿直接形成引線的技術不能滿足窄邊框產品的要求。而采用光刻技術蝕刻摻錫氧化銦(IndiumTinOxide, ΙΤ0)薄膜和金屬引線制作ITO觸摸傳感器的工藝技術成熟，刻蝕精度高，效率高，但在蝕刻金屬時對ITO有損傷。若將ITO替換為石墨烯，則通過光刻技術制作石墨烯觸摸傳感器和金屬引線時，能避免酸蝕刻金屬時對石墨烯的腐蝕影響。但常規的光刻技術制作石墨烯圖案時，堿性顯影液和堿性剝離液接觸石墨烯薄膜后會導致石墨烯的導電性變差。
【發明內容】
[0004]針對現有技術的缺陷，本發明提供一種石墨烯觸摸傳感器及其制作方法和觸控顯示裝置，避免了光刻工藝中堿性顯影液和堿性剝離液接觸石墨烯薄膜導致其導電性變差的問題，提高了良率，降低了成本。
[0005]第一方面，本發明提供了一種制作石墨烯觸摸傳感器的方法，所述方法包括:
[0006]在襯底上形成石墨烯層；
[0007]在所述石墨烯層上形成金屬層；
[0008]在所述金屬層上涂覆光刻膠；
[0009]采用灰階掩膜版對所述光刻膠進行曝光，顯影后形成光刻膠完全去除區域、光刻膠部分保留區域和光刻膠完全保留區域；
[0010]去除所述光刻膠完全去除區域的金屬層和石墨烯層；
[0011]去除所述光刻膠部分保留區域的金屬層；
[0012]對所述光刻膠部分保留區域的石墨烯層涂覆保護膜；
[0013]剝離剩余的光刻膠。
[0014]優選地，所述光刻膠為正性光刻膠，曝光時所述光刻膠完全去除區域的光刻膠受到光照而所述光刻膠完全保留區域的光刻膠不受到光照。
[0015]優選地，所述光刻膠為負性光刻膠，曝光時所述光刻膠完全保留區域的光刻膠受到光照而所述光刻膠完全去除區域的光刻膠不受到光照。
[0016]優選地，所述去除所述光刻膠完全去除區域的金屬層包括:采用酸性溶液濕法刻蝕所述光刻膠完全去除區域的金屬層。
[0017]優選地，所述去除所述光刻膠完全去除區域的石墨烯層包括:干法刻蝕所述光刻膠完全去除區域的石墨烯層，并同時灰化所述光刻膠部分保留區域的光刻膠。
[0018]優選地，所述去除所述光刻膠部分保留區域的金屬層包括:采用酸性溶液濕法刻蝕所述光刻膠部分保留區域的金屬層。
[0019]優選地，所述保護膜的材料為樹脂。
[0020]優選地，所述剝離剩余的光刻膠包括:采用堿性剝離液剝離剩余的光刻膠。
[0021]第二方面，本發明提供了一種采用上述方法制成的石墨烯傳感器，包括:襯底，形成在所述襯底上的石墨烯圖案，以及形成在所述石墨烯圖案上的金屬引線。
[0022]第三方面，本發明提供了一種觸控顯示裝置，包括上述的石墨烯傳感器。
[0023]由上述技術方案可知，本發明提供一種石墨烯觸摸傳感器及其制作方法和觸控顯示裝置，通過采用灰階掩膜光刻技術和將金屬層作為石墨烯的光刻掩膜的技術，避免了光刻工藝中堿性顯影液和堿性剝離液接觸石墨烯薄膜導致其導電性變差的問題，提高了良率，并使得光刻技術用于石墨烯觸摸屏的制作工藝變得可行；同時減少了工藝掩膜的數量，降低了制作成本；并可實現用于窄邊框和超窄邊框產品的高蝕刻精度的金屬引線電極。
【附圖說明】
[0024]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些圖獲得其他的附圖。
[0025]圖1是本發明一個實施例提供的一種石墨烯傳感器制作方法的流程示意圖；
[0026]圖2是本發明實施例1的在襯底上形成石墨烯層和形成金屬層后的結構示意圖；
[0027]圖3是本發明實施例1的采用灰階掩膜版曝光光刻膠工藝后的結構示意圖；
[0028]圖4是本發明實施例1的去除一部分金屬層后的結構示意圖；
[0029]圖5是本發明實施例1的去除部分石墨烯層后的結構示意圖；
[0030]圖6是本發明實施例1的去除一部分金屬層后的結構示意圖；
[0031]圖7是本發明實施例1的為石墨烯圖案涂覆保護膜后的結構示意圖；
[0032]圖8是本發明實施例1的剝離剩余光刻膠后的結構示意圖；
[0033]圖9是本發明本發明實施例1提供的制作石墨烯傳感器方法的流程示意圖。
【具體實施方式】
[0034]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0035]需要指出的是，在附圖中，為了圖示的清晰可能夸大了層和區域的尺寸。而且可以理解，當元件或層被稱為在另一元件或層“上”時，它可以直接在其他元件上，或者可以存在中間的層。另外，可以理解，當元件或層被稱為在另一元件或層“下”時，它可以直接在其他元件下，或者可以存在一個以上的中間的層或元件。另外，還可以理解，當層或元件被稱為在兩層或兩個元件“之間”時，它可以為兩層或兩個元件之間惟一的層，或還可以存在一個以上的中間層或元件。通篇相似的參考標記指示相似的元件。
[0036]除非另作定義，本文使用的技術術語或者科學術語應當為本發明所屬領域內具有一般技能的人士所理解的通常意義。本發明專利申請說明書以及權利要求書中使用的“第一”、“第二”以及類似的詞語并不表示任何順序、數量或者重要性，而只是用來區分不同的組成部分。“包括”或者“包含”等類似的詞語意指出現該詞前面的元件或者物件涵蓋出現在該詞后面列舉的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“上”、“下”、等僅用于表示相對位置關系，當被描述對象的絕對位置改變后，則該相對位置關系也可能相應地改變。
[0037]如圖1所示，本發明一個實施例提供了一種制作石墨烯觸摸傳感器的方法，該方法包括如下步驟:
[0038]步驟S1:在襯底上形成石墨稀層；
[0039]步驟S2:在所述石墨稀層上形成金屬層；
[0040]步驟S3:在所述金屬層上涂覆光刻膠；
[0041]步驟S4:采用灰階掩膜版對所述光刻膠進行曝光，顯影后形成光刻膠完全去除區域、光刻膠部分保留區域和光刻膠完全保留區域；
[0042]步驟S5:去除所述光刻膠完全去除區域的金屬層和石墨烯層；
[0043]步驟S6:去除所述光刻膠部分保留區域的金屬層；
[0044]步驟S7:對所述光刻膠部分保留區域的石墨烯層涂覆保護膜；
[0045]步驟S8:剝離剩余的光刻膠。
[0046]本實施例中，步驟S2中，可以通過在石墨烯層上濺射沉積金