理论教育 提升 带动 智能手机发展,石墨烯柔性触控器件性能优化

提升 带动 智能手机发展,石墨烯柔性触控器件性能优化

时间:2023-06-25 理论教育 版权反馈
【摘要】:经过这些企业的持续研究,石墨烯触控器件生产工艺业已完备,触控性能上与传统ITO器件相当,在柔性、可靠性等性能方面优势明显。优异的柔性是石墨烯触控器件有别于传统ITO触控产品的特色优势之一。表征石墨烯器件柔性优劣的物理参数主要有其所能承受的最小弯曲半径及对应的反复弯曲次数。

提升 带动 智能手机发展,石墨烯柔性触控器件性能优化

触控器件因其市场体量巨大且持续增长,一直是石墨烯薄膜应用的重点研究方向之一。研发石墨烯触控产品的国内外企业有重庆墨希科技有限公司、无锡格菲电子薄膜科技有限公司、常州二维碳素科技有限公司、三星电子等。经过这些企业的持续研究,石墨烯触控器件生产工艺业已完备,触控性能上与传统ITO器件相当,在柔性、可靠性等性能方面优势明显。

优异的柔性是石墨烯触控器件有别于传统ITO触控产品的特色优势之一。表征石墨烯器件柔性优劣的物理参数主要有其所能承受的最小弯曲半径及对应的反复弯曲次数。柔性测试一般在弯曲测试仪上进行(图8-32),测试过程为:将石墨烯触控器件两端固定于弯曲试验设备的一对活动组件之间,组件间的相对运动带动石墨烯器件形成反复弯曲。完成设定次数弯曲试验后将石墨烯器件取下,首先观察器件外观有无翘曲变形、气泡等缺陷,再对器件的触控功能进行检测。触控功能检测须借助于触控芯片产商提供的测试印制电路板(Printed Circuit Boards, PCB)及测试软件完成。如图8-33所示,石墨烯触控器件置于假压治具上,通过FPC与测试PCB连接,PCB通过通用串行总线(Universal Serial Bus, USB)接口再与电脑连接,电脑端运行测试软件逐项完成功能检测(图8-34)。完整触控功能检测包含多项检测项目,主要有石墨烯感应电极电容值测试、划线测试、多点触控测试等(图8-35)。

图8-32 石墨烯触控器件柔性测试装置

图8-33 石墨烯触控功能检测装置

图8-34 石墨烯触控功能检测软件界面(www.daowen.com)

图8-35 石墨烯触控功能检测中的划线测试(左)及多点触控测试(右)

目前,石墨烯柔性触控产品(图8-36)的弯曲半径可达1mm,疲劳弯曲次数超过10万次。相比而言,ITO(方块电阻为120Ω/□)触控屏在2cm的弯曲半径、1000次反复弯曲条件下即出现通道断裂,丧失触控功能。

图8-36 石墨烯柔性触控产品

可靠性测试是将石墨烯触控器件放置在试验设备腔室内,模拟其在运输、储存及使用过程中环境的高温高湿、冷热交变、静电累积、盐雾等各种复杂情况,并人为加速产品环境老化状况,以测试石墨烯器件触控功能的稳定性,分析研究环境因素的影响程度及其作用机理,评价产品质量,确定产品使用寿命。可靠性测试项目、测试条件等列于表8-2中,其中结果判定标准与柔性测试中相同。石墨烯化学结构稳定,热膨胀系数极低,其触控器件产品经过多年的研制发展,已能通过表中各项测试,满足实用中的各种性能需求。

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