專(zhuān)利名稱(chēng)：用激光刻蝕形成石墨烯圖案的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用激光刻蝕形成石墨烯圖案的方法，它屬于電子觸摸屏的生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
石墨烯是2004年才被發(fā)現(xiàn)的一種新型二維碳質(zhì)材料，具有優(yōu)良的電學(xué)、力學(xué)、光學(xué)和熱學(xué)性質(zhì)。石墨烯具有二維晶體結(jié)構(gòu)，可以看成是單原子層的石墨，在室溫下也具有高達(dá)20萬(wàn)cm2/VS的載流子遷移率，在目前可以制作的膜層材料中，石墨烯的厚度最薄，比表面積也較大。另外，石墨烯具有超過(guò)金剛石的強(qiáng)度、彈性模量和導(dǎo)熱率，即使是單層石墨烯， 也不會(huì)通過(guò)大于氦原子的物質(zhì)。這些性質(zhì)，使石墨烯有望用于高速晶體管、觸摸屏面板、太陽(yáng)能電池的透明導(dǎo)電膜，以及電池的電極材料、散熱材料、MEMS傳感器、理想的阻擋膜等。
石墨烯的碳原子排列與石墨的單原子層雷同，是碳原子以sp2混成軌域呈蜂巢晶格排列構(gòu)成的單層二維晶體。石墨烯可想像為由碳原子和其共價(jià)鍵所形成的原子尺寸網(wǎng)。 石墨烯被認(rèn)為是平面多環(huán)芳香烴原子晶體。石墨烯的結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)定，碳碳鍵僅為1. AlL石墨烯內(nèi)部的碳原子之間的連接很柔韌，當(dāng)施加外力于石墨烯時(shí)，碳原子面會(huì)彎曲變形，使得碳原子不必重新排列來(lái)適應(yīng)外力，從而保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。這種穩(wěn)定的晶格結(jié)構(gòu)使石墨烯具有優(yōu)秀的導(dǎo)熱性。另外，石墨烯中的電子在軌道中移動(dòng)時(shí)，不會(huì)因晶格缺陷或引入外來(lái)原子而發(fā)生散射。由于原子間作用力十分強(qiáng)，在常溫下，即使周?chē)荚影l(fā)生擠撞，石墨烯內(nèi)部電子受到的干擾也非常小。目前的電容式觸摸屏，不論是單面結(jié)構(gòu)還是雙面結(jié)構(gòu)，其表面都有一層或多層透明導(dǎo)電膜圖形用于實(shí)現(xiàn)感應(yīng)識(shí)別手指或觸控筆的位置。由于石墨烯穩(wěn)定的原子結(jié)構(gòu)，所以很難用常規(guī)的化學(xué)刻蝕方法做成圖案，常規(guī)做法是在石墨烯表面用感光材料形成圖案，然后在干刻設(shè)備中用等離子體對(duì)石墨烯進(jìn)行刻蝕，然后再將感光材料去除。這種做法不僅需要精密昂貴的涂膠、曝光、顯影、干刻、脫膜設(shè)備，而且有生產(chǎn)周期長(zhǎng)、材料耗用大、使用酸性及堿性溶液回收處理困難、產(chǎn)品良率低等缺點(diǎn)。
目前現(xiàn)有的光纖激光打標(biāo)機(jī)，具有光束質(zhì)量好，體積小、速度快、工作壽命長(zhǎng)、安裝靈活方便以及免維護(hù)等特點(diǎn)，但是其僅僅被用于是集成電路芯片、電腦配件、工業(yè)軸承、鐘表、電子及通訊產(chǎn)品、航天航空器件、各種汽車(chē)零件、家電、五金工具、模具、電線(xiàn)電纜、食品包裝、首飾、煙草以及軍用事等眾多領(lǐng)域圖形和文字的標(biāo)記。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種簡(jiǎn)單、快捷、環(huán)保、高效的用激光刻蝕形成石墨烯圖案的方法。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的
—種用激光刻蝕形成石墨烯圖案的方法，其特征在于它包括如下的步驟
A 使用普通電腦將所需要的導(dǎo)電膜圖形繪制成Auto-CAD文檔格式；
B 將已經(jīng)繪制好的Auto-CAD文檔格式的導(dǎo)電膜圖形輸入光纖激光打標(biāo)機(jī)，把有涂有石墨烯的玻璃放在光纖激光打標(biāo)機(jī)的載臺(tái)上；C 設(shè)定光纖激光打標(biāo)機(jī)的打標(biāo)參數(shù)激光輸出功率為10-20w，激光掃描速度為100-1000mm/min，被刻蝕后形成的石墨烯線(xiàn)條圖形，線(xiàn)條圖形間距10-100 μ m。所設(shè)定的光纖激光打標(biāo)機(jī)的打標(biāo)參數(shù)如下激光輸出功率為18w，激光掃描速度為500mm/min，被刻蝕后形成的石墨烯線(xiàn)條圖形，線(xiàn)條圖形間距15 μ m。所設(shè)定的光纖激光打標(biāo)機(jī)的打標(biāo)參數(shù)如下激光輸出功率為19w，激光掃描速度為600mm/min，被刻蝕后形成的石墨烯線(xiàn)條圖形，線(xiàn)條圖形間距17 μ m。所設(shè)定的光纖激光打標(biāo)機(jī)的打標(biāo)參數(shù)如下激光輸出功率為15w，激光掃描速度為400mm/min，被刻蝕后形成的石墨烯線(xiàn)條圖形，線(xiàn)條圖形間距14 μ m。所設(shè)定的光纖激光打標(biāo)機(jī)的打標(biāo)參數(shù)如下激光輸出功率為10w，激光掃描速度為100mm/min，被刻蝕后形成的石墨烯線(xiàn)條圖形，線(xiàn)條圖形間距43 μ m。所設(shè)定的光纖激光打標(biāo)機(jī)的打標(biāo)參數(shù)如下激光輸出功率為20w，激光掃描速度為100mm/min，被刻蝕后形成的石墨烯線(xiàn)條圖形，線(xiàn)條圖形間距100 μ m。使用本發(fā)明刻蝕形成的石墨烯圖案保持了圖案高精度；由于減少了現(xiàn)有技術(shù)中的黃光制程，即包括清洗、涂膠、曝光、顯影、刻蝕、剝離等工序，不僅減少的產(chǎn)品周期，提升產(chǎn)量，而且節(jié)約了材料，也因?yàn)椴皇褂盟釅A等溶液減少了環(huán)境污染，同時(shí)因?yàn)楣ば蛏購(gòu)亩岣吡肆悸省?br> 具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 在本實(shí)施例中，本發(fā)明包括如下的步驟A 使用普通電腦將所需要的導(dǎo)電膜圖形繪制成Auto-CAD文檔格式；B 將已經(jīng)繪制好的Auto-CAD文檔格式的導(dǎo)電膜圖形輸入光纖激光打標(biāo)機(jī)，所述的光纖激光打標(biāo)機(jī)為市售的光纖激光打標(biāo)機(jī)；把有涂有石墨烯的玻璃放在光纖激光打標(biāo)機(jī)的載臺(tái)上；這里的玻璃是指現(xiàn)有技術(shù)中作為觸摸屏的玻璃。具體實(shí)施時(shí)石墨烯的涂層的面積比最終激光刻蝕后圖案的面積稍大一些，四周可各留Imm以后的余量。C 設(shè)定光纖激光打標(biāo)機(jī)的打標(biāo)參數(shù)
激光輸出功率為18w，
激光掃描速度為500mm/min，
被刻蝕后形成的石墨烯線(xiàn)條圖形，線(xiàn)條圖形間距15 μ m。
實(shí)施例2
在本實(shí)施例中所設(shè)定的光纖激光打標(biāo)機(jī)的打標(biāo)參數(shù)如下
激光輸出功率為19w，
激光掃描速度為600mm/min，
被刻蝕后形成的石墨烯線(xiàn)條圖形，線(xiàn)條圖形間距17 μ m。
本實(shí)施例的其它部分與實(shí)施例1完全相同。
實(shí)施例3
在本實(shí)施例中所設(shè)定的光纖激光打標(biāo)機(jī)的打標(biāo)參數(shù)如下
激光輸出功率為15w，
激光掃描速度為400mm/min，
被刻蝕后形成的石墨烯線(xiàn)條圖形，線(xiàn)條圖形間距14 μ m。
本實(shí)施例的其它部分與實(shí)施例1完全相同。
實(shí)施例4
在本實(shí)施例中所設(shè)定的光纖激光打標(biāo)機(jī)的打標(biāo)參數(shù)如下
激光輸出功率為10w，
激光掃描速度為100mm/min，
被刻蝕后形成的石墨烯線(xiàn)條圖形，線(xiàn)條圖形間距43 μ m。
本實(shí)施例的其它部分與實(shí)施例1完全相同。
實(shí)施例5:
在本實(shí)施例中所設(shè)定的光纖激光打標(biāo)機(jī)的打標(biāo)參數(shù)如下
激光輸出功率為20w，
激光掃描速度為100mm/min，
被刻蝕后形成的石墨烯線(xiàn)條圖形，線(xiàn)條圖形間距100 μ m。
本實(shí)施例的其它部分與實(shí)施例1完全相同。
權(quán)利要求
1.一種用激光刻蝕形成石墨烯圖案的方法，其特征在于它包括如下的步驟 A 使用普通電腦將所需要的導(dǎo)電膜圖形繪制成Auto-CAD文檔格式；B 將已經(jīng)繪制好的Auto-CAD文檔格式的導(dǎo)電膜圖形輸入光纖激光打標(biāo)機(jī)；把有涂有石墨烯的玻璃放在光纖激光打標(biāo)機(jī)的載臺(tái)上； C 設(shè)定光纖激光打標(biāo)機(jī)的打標(biāo)參數(shù) 激光輸出功率為10-20w， 激光掃描速度為100-1000mm/min， 被刻蝕后形成的石墨烯線(xiàn)條圖形，線(xiàn)條圖形間距10-100 μ m。
2.如權(quán)利要求1中所述的用激光刻蝕形成石墨烯圖案的方法，其特征在于所設(shè)定的光纖激光打標(biāo)機(jī)的打標(biāo)參數(shù)如下激光輸出功率為18w， 激光掃描速度為500mm/min，被刻蝕后形成的石墨烯線(xiàn)條圖形，線(xiàn)條圖形間距15 μ m。
3.如權(quán)利要求1中所述的用激光刻蝕形成石墨烯圖案的方法，其特征在于所設(shè)定的光纖激光打標(biāo)機(jī)的打標(biāo)參數(shù)如下激光輸出功率為19w， 激光掃描速度為600mm/min，被刻蝕后形成的石墨烯線(xiàn)條圖形，線(xiàn)條圖形間距17 μ m。
4.如權(quán)利要求1中所述的用激光刻蝕形成石墨烯圖案的方法，其特征在于所設(shè)定的光纖激光打標(biāo)機(jī)的打標(biāo)參數(shù)如下激光輸出功率為15w， 激光掃描速度為400mm/min，被刻蝕后形成的石墨烯線(xiàn)條圖形，線(xiàn)條圖形間距14 μ m。
5.如權(quán)利要求1中所述的用激光刻蝕形成石墨烯圖案的方法，其特征在于所設(shè)定的光纖激光打標(biāo)機(jī)的打標(biāo)參數(shù)如下激光輸出功率為10w， 激光掃描速度為100mm/min，被刻蝕后形成的石墨烯線(xiàn)條圖形，線(xiàn)條圖形間距43 μ m。
6.如權(quán)利要求1中所述的用激光刻蝕形成石墨烯圖案的方法，其特征在于所設(shè)定的光纖激光打標(biāo)機(jī)的打標(biāo)參數(shù)如下激光輸出功率為20w， 激光掃描速度為100mm/min，被刻蝕后形成的石墨烯線(xiàn)條圖形，線(xiàn)條圖形間距100 μ m。
全文摘要
一種用激光刻蝕形成石墨烯圖案的方法，它屬于電子觸摸屏的生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，其特征在于它包括如下的步驟A使用普通電腦將所需要的導(dǎo)電膜圖形繪制成Auto-CAD文檔格式；B將已經(jīng)繪制好的Auto-CAD文檔格式的導(dǎo)電膜圖形輸入光纖激光打標(biāo)機(jī)，把有涂有石墨烯的玻璃放在光纖激光打標(biāo)機(jī)的載臺(tái)上；C設(shè)定光纖激光打標(biāo)機(jī)的打標(biāo)參數(shù)激光輸出功率為10-20w；激光掃描速度為100-1000mm/min；被刻蝕后形成的石墨烯線(xiàn)條圖形，線(xiàn)條圖形間距10-100μm。使用本發(fā)明刻蝕形成的石墨烯圖案保持了圖案高精度；由于減少了現(xiàn)有技術(shù)中的黃光制程，不僅減少的產(chǎn)品周期，提升產(chǎn)量，而且節(jié)約了材料，減少了環(huán)境污染，同時(shí)因?yàn)楣ば蛏購(gòu)亩岣吡肆悸省?br> 文檔編號(hào)B41J3/407GK102501701SQ2011103758
公開(kāi)日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月23日
發(fā)明者劉錫鋼, 陳凱, 黃受林, 黃海東 申請(qǐng)人:深圳力合光電傳感技術(shù)有限公司