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曲面触控面板及可穿戴设备.pdf

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曲面 面板 穿戴 设备
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摘要
申请专利号:

CN201410260250.9

申请日:

2014.06.12

公开号:

太阳城集团CN105224115A

公开日:

2016.01.06

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G06F 3/041申请日:20140612|||公开
IPC分类号: G06F3/041 主分类号: G06F3/041
申请人: 宸鸿科技(厦门)有限公司
发明人: 高国峯; 何加友; 何小娴; 连少芳
地址: 361006 福建省厦门市湖里区厦门火炬高新区太阳城集团光电园坂尚路199号
优先权:
专利代理机构: 深圳市恒申知识产权事务所(普通合伙) 44312 代理人: 陈健
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法律状态
申请(专利)号:

CN201410260250.9

授权太阳城集团号:

||||||

法律状态太阳城集团日:

2018.08.21|||2016.02.03|||2016.01.06

法律状态类型:

太阳城集团授权|||实质审查的生效|||公开

摘要

太阳城集团本发明涉及一种涉及触控技术领域,特别涉及一种曲面触控面板及采用该曲面触控面板制作的可穿戴设备。曲面触控面板,包括一盖板,具有第一表面与第二表面,所述第一表面为触控面;一柔性基材和设置于所述柔性基材上的纳米银线导电层,所述柔性基材位于所述第二表面与所述纳米银线导电层之间;所述柔性基材形变后,所述柔性基材与所述纳米银线导电层的曲率大于0,所述纳米银线导电层被压缩。可穿戴设备,包括驱动控制模组和如上所述的曲面触控面板,驱动控制模组电性连接该曲面触控面板。

权利要求书

权利要求书
1.  一种曲面触控面板,其特征在于,包括:
一盖板,具有第一表面与第二表面,所述第一表面为触控面;
一柔性基材和设置于所述柔性基材上的纳米银线导电层,所述柔性基材位于所述第二表面与所述纳米银线导电层之间;
所述柔性基材形变后,所述柔性基材与所述纳米银线导电层的曲率大于0,所述纳米银线导电层被压缩。

2.  如权利要求1所述的曲面触控面板,其特征在于:所述柔性基材的厚度与所述纳米银线导电层的厚度比大于100,所述柔性基材形变后,所述纳米银线导电层压缩率为0-25%。

3.  如权利要求1所述的曲面触控面板,其特征在于:所述柔性基材形变后,所述纳米银线导电层的导电率提高0-40%。

4.  如权利要求1所述的曲面触控面板,其特征在于:进一步包括一高折射率粘合层,高折射率粘合层位于所述盖板和所述柔性基材之间,所述高折射率层的折射率为1.52-1.79。

5.  如权利要求4所述的曲面触控面板,其特征在于:所述高折射率粘合层的涂覆面积在所述纳米银线导电层表面上的涂覆率不低于50%。

6.  如权利要求1所述的曲面触控面板,其特征在于:纳米银线导电层的透光率至少为90%,雾度不超过5%,厚度为50nm-200nm,折射率为1.35-1.8。

7.  如权利要求1所述的曲面触控面板,其特征 在于:所述纳米银线导电层包括一基质及分布于所述基质中的多条纳米银线,所述多条纳米银线相互搭接形成导电网络,所述每条纳米银线的线长介于20-50μm,线径小于50nm,长宽比大于400。

8.  如权利要求1所述的曲面触控面板,其特征在于:进一步包括设置于所述柔性基材与所述纳米银线导电层之间的增粘层,所述增粘层的膨胀系数小于所述柔性基材的膨胀系数。

9.  如权利要求1所述的曲面触控面板,其特征在于:进一步包括设置于所述纳米银线导电层表面的透明绝缘的保护层,包括透明的粘着材料以及透明的介电材料,粘着材料为感光性粘着剂或热固性粘着剂,介电材料选自聚亚酰胺、二氧化硅、氮硅氧化物、环氧树脂、亚克力聚合物之任意一种或其组合,所述保护层的折射率小于所述纳米银线导电层的折射率,所述纳米银线导电层的折射率小于所述柔性基材的折射率。

10.  一种可穿戴设备,其特征在于:包括驱动控制模组和如权利要求1-9任一项所述的曲面触控面板,驱动控制模组电性连接该曲面触控面板。

说明书

说明书曲面触控面板及可穿戴设备
【技术领域】
本发明涉及触控技术领域,特别涉及一种曲面触控面板及采用该曲面触控面板制作的可穿戴设备。
【背景技术】
在传统智能手机,如iphone等的电容式触控面板中,触控电极的材料通常为氧化铟锡(简称为ITO)。ITO的透光率很高,导电性能较好,广泛应用为目前触控面板与显示面板的导电电极材料。但ITO也有其明显的缺陷,ITO形成的导电电极很脆,缺乏柔韧性,不适用于如iwatch等曲面或柔性触摸屏上。
另外,在制造方法上,原来的ITO需要真空腔、较高的沉积温度和/或高退火温度以获得高传导性,造成ITO的整体制作成本非常昂贵。而且,ITO薄膜非常脆弱,即使在遇到较小物理应力的弯曲也非常容易被破坏,因此在可穿戴设备逐渐崛起的新兴产品市场的浪潮下,ITO材料作为导电材料已无法不能应付市场的需求而逐渐被淘汰。
正因如此,产业界一直在致力于开发ITO的替代材料,其中纳米银线(silvernanowires,简称SNW)作为一种新兴材料开始替代ITO成为优选的导电材料。SNW是诸多ITO替代材料目前最为成熟的一种。纳米银线具有银优良的导电性,同时由于其纳米级别的尺寸效应,使得其具有优异的透光性与耐曲挠性,因此可用作为优选地替代ITO作为触控电极的材料,实现基于纳米银线的曲面触控。
尽管纳米银线本身具有良好的耐曲挠性,但在纳米银线形成的导电薄膜用于曲面触控时,也必须妥善处理曲面 应力对于纳米银线的影响。在纳米银线导电薄膜中,薄膜基材通常为微米级别,如125μm的PET,而形成在基材上的纳米银线厚度通常为纳米级别,如100nm,在对纳米银线导电薄膜弯曲时,即使弯曲程度很小,弯曲时产生的应力对于PET与纳米银线之间的附着,以及纳米银线之间的搭接都会产生较大的影响。尤其当这种应力为向外的拉应力时,其对于PET与纳米银线之间的附着,以及纳米银线之间的搭接影响更为严重。
同时,由于纳米银线的反光率比ITO高,采用纳米银线作为触控电极时,触控面板在视觉上会出现白雾现象,如果采用拉应力式的贴合方式,纳米银线离人眼更近,白雾现象更明显,从而影响触控面板的外观与透光度。
【发明内容】
为克服现有纳米银线替代ITO作为新的导电材料的诸多难题,本发明提供了一种可以解决所述难题的曲面触控面板及可穿戴电子设备。
本发明解决技术问题的方案是提供一种曲面触控面板,包括一盖板,具有第一表面与第二表面,所述第一表面为触控面;一柔性基材和设置于所述柔性基材上的纳米银线导电层,所述柔性基材位于所述第二表面与所述纳米银线导电层之间;所述柔性基材形变后,所述柔性基材与所述纳米银线导电层的曲率大于0,所述纳米银线导电层被压缩。
优选地,所述柔性基材的厚度与所述纳米银线导电层的厚度比大于100,所述柔性基材形变后,所述纳米银线导电层压缩率为0-25%。
优选地,所述柔性基材形变后,所述纳米银线导电层的导电率提高0-40%。
优选地,进一步包括一高折射率粘合层,高折射率粘合层位于所述盖板和所述柔性基材之间,所述高折射率层 的折射率为1.52-1.79。
优选地,所述高折射率粘合层的涂覆面积在所述纳米银线导电层表面上的涂覆率不低于50%。
优选地,纳米银线导电层的透光率至少为90%,雾度不超过5%,厚度为50nm-200nm,折射率为1.35-1.8。
优选地,所述纳米银线导电层包括一基质及分布于所述基质中的多条纳米银线,所述多条纳米银线相互搭接形成导电网络,所述每条纳米银线的线长介于20-50μm,线径小于50nm,长宽比大于400。
优选地,进一步包括设置于所述柔性基材与所述纳米银线导电层之间的增粘层,所述增粘层的膨胀系数小于所述柔性基材的膨胀系数。
优选地,进一步包括设置于所述纳米银线导电层表面的透明绝缘的保护层,包括透明的粘着材料以及透明的介电材料,粘着材料为感光性粘着剂或热固性粘着剂,介电材料选自聚亚酰胺、二氧化硅、氮硅氧化物、环氧树脂、亚克力聚合物之任意一种或其组合,所述保护层的折射率小于所述纳米银线导电层的折射率,所述纳米银线导电层的折射率小于所述柔性基材的折射率。
一种可穿戴设备,包括驱动控制模组和如上所述的曲面触控面板,驱动控制模组电性连接该曲面触控面板。
与现有技术相比,本发明的曲面触控面板及可穿戴设备的触控电极材料由传统的ITO材料替换为纳米银线材料,使得曲面触控面板的导电效果更佳,成本更低,外观视觉效果更好,迎合并逐渐主导触控产品的发展方向,具有前瞻性与市场主导性的有益效果。
同时,本发明的曲面触控面板主要应用在可穿戴式智能电子设备上,在使用环境上整个层状结构更容易引起微小的形变。本发明将纳米银线导电层设置在承载纳米银线导电层的柔性基材之下,将本应该出现拉应力的纳米银线导电层变为借助柔性基材形变而产生压应力。如此,由拉 应力到压应力的转换,虽然在ITO的导电层上并不会起多大的效果,但是对于纳米银线导电层来说,其内部是有很多丝状的纳米银线分散在基质中,导电性的最终体现即为内部多个纳米银线的相互搭接来实现的,搭接的优良程度除了与纳米银线的数量有关外,还与内部的紧密程度密切相关。当纳米银线导电层由于形变而承受压应力时,内部的多条纳米银线之间互相挤压搭接,使搭接强度和搭接密度增大,而致使导电率降得到大幅提高。在压应力的作用下,也会使得纳米银线导电层与柔性基材相互更加靠近,从而增强两者之间的附着力,大幅降低纳米银线导电层与柔性基材之间粘着性能要求。
从解决纳米银线雾度的角度来看,本发明将纳米银线导电层由位于柔性基材上方移至位于柔性基材下方后,通过柔性基材的覆盖,减低纳米银线导电层上纳米银线的光漫射,从而降低纳米银线导电层的雾度。另外,本发明将原有的粘合层材料进行改进,选用高折射率粘合层-OCA胶来粘接上层的盖板和柔性基材,高折射率粘合层位于纳米银线导电层之上,可以有效降低纳米银线导电层的反射,解决纳米银线雾度明显的问题。同时,用高折射率粘合层无需额外增加叠层,也有利于降低曲面触控面板的厚度,取得轻薄化的效果。
从产品轻薄化的角度来看,本发明第六实施例采用混合材质制成的保护层,该保护层兼具粘着性和光学处理特性,在叠层结构上不再需要单独的高折射率粘合层,和处理雾度问题的光学处理层,从而可以降低屏体的整体厚度,实现产品轻薄化的同时还能解决纳米银线导电层的雾度问题。
在本发明的更优第八实施例中,将偏光片直接替代柔性基材来承载纳米银线导电层,且纳米银线导电层位于偏光片的下方,将偏光片形变产生的拉应力变为压应力。没有纳米银线导电层的偏光片的一面靠近触摸面,降低纳米 银线导电层的雾度,同时降低产品的整体厚度,符合轻薄化的需求。
【附图说明】
图1是本发明纳米银线薄膜的截面结构示意图。
图2是本发明纳米银线薄膜的平面示意图。
图3是本发明第一实施例曲面触控面板的爆炸结构示意图。
图4是本发明第一实施例曲面触控面板的导电层位于基材之上时,基材形变后,导电层的形变状态示意图。
图5是本发明第二实施例曲面触控面板的爆炸结构示意图。
图6是本发明第二实施例曲面触控面板的导电层位于基材之下时,基材形变后,导电层的形变状态示意图。
图7是本发明第三实施例曲面触控面板的制作方法流程图。
图8是本发明第四实施例曲面触控面板的爆炸结构图,在导电层与基材之间增加一增粘层。
图9是本发明第五实施例曲面触控面板的爆炸结构图,在基材与导电层之间增加一增粘层,在导电层之上或之下增加一光学匹配层。
图10是本发明第六实施例曲面触控面板的爆炸结构图,在基材与导电层之间增加一增粘层,在导电层之下增加一保护层。
图11是本发明第七实施例曲面触控面板的爆炸结构图。
图12是本发明第八实施例曲面触控面板的爆炸结构图。
图13是采用本发明曲面触控面板制作的可穿戴设备 的示意图。
【具体实施方式】
为了使本发明的目的,技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施实例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
请参阅图1与图2,系纳米银线导电薄膜800的剖切结构示意图,纳米银线导电层805一般制作在衬底807上,包括嵌入在基质803中的多根纳米银线801,纳米银线801排布在基质803中相互搭接形成导电网络。纳米银线801(silvernanowires,简称SNW)的线长为10-300μm,优选20-100μm,最好其长度为20-50μm,纳米银线801的线径(或线宽)小于500nm或小于200nm,100nm,优选为小于50nm,且其长宽比(线长与线径之比)大于10,优选大于50,更优选大于100,大于400。
衬底807一般为透明绝缘材料,可以是玻璃、聚酰亚胺(Polyimide,PI)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等,但并不以此为限。
银在一般状态下为银白色金属,且为不透明材料,导电性极佳。而当银制成纳米银线801时,纳米银线801具有良好的透光率与极佳的导电性,能够很好的运用于触摸屏的触控电极。
基质803是指含纳米银线801的溶液在经过涂布等方法设置在衬底807上,经过加热烘干使得易挥发的物质挥发后,留在衬底807上的非纳米银线801物质。纳米银线801散布或嵌入其中,形成导电网络,部分纳米银线801从基质803材料中突出。纳米银线801依靠基质803形成纳米银线导电层805,基质803可以保护纳米银线801免受腐蚀、 磨损等外界环境的影响。
纳米银线导电层805的厚度约为10nm-5μm,优选为20nm-1μm,更优为50nm-200nm。在一些实施例中,纳米银线导电层805的折射率为1.3-2.5,更优为1.35-1.8。
含纳米银线801的溶液是指,纳米银线801分散在特定的溶剂里而形成的悬浮溶液,该溶剂可以是水、水溶液、离子溶液、含盐溶液、超临界流体、油或其混合物等。该溶剂里还可含有其它添加剂,如分散剂、表面活性剂、交联剂、稳定剂、润湿剂或增稠剂,但不以此为限。
此外,可通过选择适当的基质803材料来调整纳米银线导电层805的光学特性,特别是解决雾度问题。例如,可以将基质803调整为具有期望的折射率、组成元素和一定的厚度,都可以有效地减少反射损耗、眩光影响、雾度。
雾度是指由于纳米银线导电层805中的纳米银线801表面光漫射造成的云雾状或混浊的外观。屏幕的雾度问题会导致在室外场景光线照射的情况下,屏幕反射光强烈,严重的时候会使得用户看不清屏幕。
纳米银线导电层805的透光率或清晰度可由以下参数定量的限定:透光率和雾度。透光率是指通过介质传输的入射光的百分比,纳米银线导电层805的透光率至少为90%,甚至可以高达95%-97%。雾度是光漫射的指数,雾度是指入射光中分离出来并在传输的过程中散射的光的数量百分比。在本发明的实施例中雾度不会超过5%,甚至可以达到不超过3%-1.5%。
请参阅图3,本发明的第一实施例的曲面触控面板10包括盖板101,纳米银线导电层103,柔性基材109和高折射率粘合层105。其中盖板101与触摸物体接触,在柔性基材109下方还会设置显示单元107,以形成一种带有触控功能的显示模组,其中显示单元107包括偏光片1071和光学组件1073,偏光片1071位于光学组件1073的上面(此处及后述的“上”或“下”为相对位置,并非绝对定义,同时 可以理解为上面颠倒时也即成为下面)。盖板上表面1011为触摸物体接触面,盖板下表面1013可作为附着面粘合柔性基材109,纳米银线导电层103直接成形在柔性基材上表面1091上。高折射率粘合层105用于粘接显示单元107的偏光片1071与柔性基材109,高折射率粘合层105粘贴在柔性基材下表面1093上,柔性基材下表面1093正对显示单元107。高折射率粘合层105可以选用OCA(光学透明胶,OpticalClearAdhesive)或LOCA(液态光学透明胶,LiquidOpticalClearAdhesive)。不可置疑地,作为一种变形,纳米银线导电层103也可以直接成形或粘合在盖板下表面1013上。
所谓曲面触控面板10,是指当用在可穿戴式设备上后,盖板101及内部的柔性基材109和纳米银线导电层103均为非平面,比如说应用在智能手表上时,手表戴在手上后,其内部的表环及显示器都会在一定程度上呈现弯曲状,这就要求作为人机控制界面的曲面触控面板10也呈现一定曲率的弯曲状。具体曲率的大小会根据穿戴设备使用的环境不同而不同,但与现在使用的平板,手机等显示屏不同的是,其曲率必须大于0。包括盖板101的曲率,柔性基材109的曲率,纳米银线导电层103的曲率和显示单元107内部层状结构的曲率。
在本实施例中,纳米银线导电层103可以为图1,图2所示的纳米银线导电层805时,为了实现对多点触控的检测,本实施例中的纳米银线导电层103上可通过激光或蚀刻等方法形成一触控电极图案(图未示)。柔性基材109可以为图1,图2所示的衬底807材料。纳米银线导电层103成型在柔性基材109上。柔性基材109是指在工业上具有一定强度并具有一定可挠性的基板。包括但不限于PI(聚酰亚胺),PC(聚碳酸酯),聚醚砜(PES),聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、压克力、聚丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚酰胺(PA)、聚苯并咪唑聚丁烯(PB)、聚对苯二甲酸丁二 醇酯(PBT)、聚酯(PE)、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚醚酰亚胺、聚乙烯(PE)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚苯乙烯(PS)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚氨酯(PU)、聚氯乙烯(PVC)等。
柔性基材109由于要涂刷、涂布而嵌入微细的纳米银线801,且是使用在曲面触控的结构上,柔性基材109会承受较大、较多的弯曲形变,所以优选为柔性的PET材料作为柔性基材109。
另外,为了增加柔性基材109粘性,在柔性基材上表面1091或柔性基材下表面1093都增设一粘着层(图未示),以便柔性基材109牢固粘贴于盖板下表面1013,同时更好的将纳米银线导电层103粘贴固定在柔性基材下表面1093。有必要说明的是,由于所述柔性基材109为柔性材料制成,因此在移动或者搬运过程中,柔性材料不可避免发生形变或弯曲,因此采用嵌入或埋入的纳米银线导电层103更加可靠。
除了增加一层粘着层可以产生如上效果外,还可以将PET材料的柔性基材109进行活性处理,比如说增加其粘性或增加其软度,目的在于当纳米银线导电层103附着于柔性基材109上后,增强柔性基材109与纳米银线导电层103之间的附着力。在平面触控结构上柔性基材109的特性处理所呈现的效果不是非常明显,但在本发明的曲面触控面板10上,由于绝大多数用于可穿戴式设备,会出现频繁穿戴而且对曲面触控面板10的弯曲次数及强度都相对平面触控结构要频繁很多,所以很容易出现纳米银线导电层103与柔性基材109之间的粘着不良的问题,导致导电层脱落,影响触控精度。当增加粘着层或对柔性基材109活性处理,增强纳米银线导电层103与柔性基材109之间的附着力后,在曲面触控面板10上的效果将非常显著,使曲面触控面板10应用在可穿戴式设备上不再出现纳米银线导电层103容易偏移或脱落的问题,使可穿戴式设备更快速走 进电子消费市场成为可能。
请参阅图4,正常情况下,纳米银线导电层103厚度为50nm-200nm,而PET材料的柔性基材109的厚度为20μm-150μm,柔性基材109的厚度为纳米银线导电层103厚度的100-3000倍之多,当使用曲面触控面板10制作为可穿戴设备时,柔性基材109会由于外力或穿戴需要而发生微小形变,虽然此形变对柔性基材109来说非常微小,但对于成形其上的纳米银线导电层103来说,形变量将会放大100-3000倍之多,由于纳米银线导电层103位于柔性基材上表面1091上,当柔性基材109发生微小形变后,会使位于柔性基材上表面1091上的纳米银线导电层103承受较大的拉应力,而使纳米银线导电层103在宽度方向上承受较大的拉伸形变量。如图4所示,纳米银线导电层103的剖面宽度会由形变前的L尺寸被拉伸为L1尺寸,该拉应力致使柔性基材109与纳米银线导电层103的附着不再稳固,纳米银线导电层103上沉积的多条纳米银线801之间搭接距离变大,搭接效果变差,最终使纳米银线导电层103的导电率急剧下降。为了更好的解决上述问题,本发明会进一步提供如下所述更优的曲面触控面板20。
请参阅图5,本发明第二实施例的曲面触控面板20,包括盖板201,高折射率粘合层205,柔性基材209和纳米银线导电层203。高折射率粘合层205,柔性基材209和纳米银线导电层203的材料与第一实施例的曲面触控面板10相同,主要的不同之处在于:盖板201位于最上方,盖板上表面2011作为触控面,盖板下表面2013通过高折射率粘合层205粘贴柔性基材上表面2091,而纳米银线导电层203位于柔性基材下表面2093上,且柔性基材下表面2093面向下方的显示单元207。主要变形在于,高折射率粘合层205的位置移至盖板201与柔性基材209之间,纳米银线导电层203的位置由柔性基材上表面2091移至柔性基材下表面2093上。
请参阅图6,第二实施例的曲面触控面板20相对于第一实施例的曲面触控面板2010,将柔性基材209与纳米银线导电层203的位置颠倒,由于柔性基材209的为纳米银线导电层203厚度的100-3000倍之多,当柔性基材209使用在可穿戴式电子产品上时,柔性基材209很容易发生微小形变。柔性基材209的宽度产生微小形变后,由于纳米银线导电层203位于柔性基材下表面2093上,使得柔性基材209宽度方向上的拉伸形变量被放大100-3000倍之后,传导至下方的纳米银线导电层203,而使纳米银线导电层203在宽度方向上产生较大幅度的压应力,致使纳米银线导电层203被压缩,内部的多条丝状纳米银线801搭接更加紧密,导电性能更佳。如图6所示,纳米银线导电层203的剖面宽度会由形变前的L尺寸被压缩为L2尺寸。
根据理想状态下的实验理论可得出,第一实施例中的柔性基材109形变后,纳米银线导电层103的拉伸率约大于0,小于15%。第二实施例中的柔性基材209形变后,纳米银线导电层203的压缩率约为大于0,小于20%,拉伸率和压缩率还会根据柔性基材109,209与纳米银线导电层103,203的厚度比,及柔性基材109,209的实际尺寸有所变动,纳米银线导电层103的拉伸率还会增大为大于0,小于30%。纳米银线导电层203的压缩率还会增大为大于0,小于25%。如此看来,当将纳米银线导电层203由柔性基材209的上方移至柔性基材209的下方后,纳米银线导电层203的形变量会至少改变0%-35%。
当纳米银线导电层203由拉伸形变变为压缩形变后,内部的多条丝状纳米银线801搭接更加紧密,导电性能会得到显著提升,根据理想实验数据可得,第一实施例中,纳米银线导电层103位于柔性基材109之上时,柔性基材109的微小形变会使纳米银线导电层203的导电率下降5%-20%,具体数值根据形变的幅度增大还有更大变动,甚至可高达50%。第二实施例中,纳米银线导电层203位于 柔性基材209之下时,柔性基材209的微小形变会使纳米银线导电层203之间承受压应力,纳米银线导电层203的导电率将提高0%-30%,具体数值根据形变的幅度还有较大变动,甚至可高达30%-40%。
与此同时,形变后的纳米银线导电层203由于内部存在的压应力,也会使得纳米银线导电层203与柔性基材209相互更加靠近,从而增强两者之间的附着力。
请参阅图7,本发明第三实施例为上述实施例中的曲面触控面板20的制造方法,该方法包括以下步骤:
S11:提供一透明绝缘的柔性基材209。所述的柔性基材209采用可挠性柔性材料制成,是指在工业上具有一定强度并具有一定可挠性的基材。
S12:在所述柔性基材209的其中一表面上成形纳米银线导电层203。最佳方式为,将纳米银线导电层203形成在柔性基材下表面2093上。柔性基材209形变后,柔性基材209与纳米银线导电层203被弯曲,使得二者的曲率大于0,当纳米银线导电层203设置在柔性基材下表面2093时,由于柔性基材209与纳米银线导电层203的厚度比大于100-3000倍,而使纳米银线导电层203被压缩,压缩率至少为0-25%。
S13:提供一透明绝缘的盖板201。覆盖位于其下的柔性基材209、纳米银线导电层203及显示单元207。所述的盖板201采用刚性透明绝缘材料,其中刚性透明绝缘材料可采用强化玻璃和可挠性透明面板。盖板201的上表面为触控面。
S14:将所述的柔性基材209与所述盖板201通过高折射率粘合层205粘贴在一起。高折射率粘合层205采用OCA胶进行涂覆,在涂覆时,可以涂在纳米银线导电层203表面,涂覆时为全面涂覆,有别于现有只需边框涂覆的方式。OCA胶的涂覆面积为纳米银线导电层203表面面积的100%,或80%-90%,最低不低于50%。涂覆表面面积选取 的原因在于,当纳米银线导电层203位于柔性基材209上时,纳米银线801本身材料会有雾度问题而影响视觉效果。所以,在此处将高折射率粘合层205涂覆成高折射率的光学胶层,该高折射率粘合层205的折射率为1.52-1.79,以使涂覆在纳米银线导电层203上后可以将雾度降低到5%以下,最佳可以降低到3%,2%,1.5%。
由于OCA胶在一般常用作为粘结作用时,其折射率为1.5左右,如将其提升为具有更高折射率的OCA胶需要在工艺上做特殊处理,以致折射率越高,工艺难度越大,制作成本越高。
高折射率粘合层205的折射率为1.52-1.79,优选为1.7。选取时,首先会根据OCA胶的制作工艺考虑,1.52是普通OCA胶的折射率,在制作成本上最低。如果进一步提升其折射率,难度会逐渐加大,当提高至1.79时,继续往上提高其难度将会非常大,所以综合制作难度与投入成本,1.79即为极限大的范围。
优选为1.7时,除了与制作工艺难度及成本相关外,还会根据纳米银线导电层203上纳米银线801的密度相关,当纳米银线801密度大时,高折射率粘合层205的折射率最佳值就越大,最低不小于1.52。
此外,还会与柔性基材209的材料相关,当玻璃材质的柔性基材209具有高反射特性时,高折射率粘合层205的折射率最佳值就越大,最低不小于1.52。
请参阅图8,本发明第四实施例的曲面触控面板40,纳米银线导电层403贴附在柔性基材409上,且柔性基材409为可挠性柔性基板,柔性基材409由于受热或温度变化时或作为曲面触控时产生形变而让纳米银线导电层403无法良好的全面的覆盖在柔性基材下表面4093上,特别会在纳米银线导电层403与柔性基材409之间涂覆一层增粘层402,增粘层402的涂覆面积为纳米银线导电层403表面面积的100%,或80%-90%,最低不低于50%,此处涂覆面积 以纳米银线导电层403表面面积为基准,即当纳米银线导电层403大于、小于或等于柔性基材409表面面积时,涂覆面积均为纳米银线导电层403表面面积的100%,或80%-90%,最低不低于50%。
所述增粘层402的膨胀系数小于可挠性柔性基材409的膨胀系数。由于成膜制造工艺中常伴随着温度的变化,而当柔性基材409为可挠性基板时拥有较大的膨胀系数,升温、降温的过程中常会有显著的体积变化,从而使可挠性柔性基材409产生第二弯曲方向的翘曲或变形,进而造成曝光或是聚焦不良的问题,所述增粘层402的存在,能够很好的解决上述问题。
所述增粘层402的材料可以选自高分子聚合物、绝缘材料、树脂、透明光学胶、氧化物,类光阻等,包括但不限于:聚乙炔、聚苯胺、聚芳撑、聚噻吩、石墨烯、并五苯、聚苯撑醚(PPE)、聚对苯撑乙炔(PPV)、聚3,4-亚乙基二氧吩(PEDOT)、聚苯乙烯磺酸(PSS)、聚3-己基噻吩(P3HT)、聚3-辛基噻吩(P3OT)、聚芳醚砜、聚C-61-丁酸-甲酯(PCBM)、聚[2-甲氧基-5-(2-乙基-己氧基)-1,4-苯撑乙烯](MEH-PPV)、氮化硅、二氧化硅等物质或它们的任意组合。
所述增粘层402以流体的形式涂覆在柔性基材409上方,所述流体可以是:水、水溶液、离子溶液、超临界流体、等离子体、油或者它们的任意组合。包括但不限于:水、丙酮、乙酸乙酯、乙醇、乙酸丁酯、戊醇、酚醛树脂、醇酸树脂、氢氧化钠、异丙醚(i-丙醚)、异丙醇、甲基乙基酮(或者MEK)、甲酸甲酯、甲基正丁酸酯、正丁醇、辛烷、石油醚、丙醇或者它们的任意组合。
所述流体进一步还可包括表面活性剂、分散剂、稳定剂或粘合剂。
所述增粘层402流体涂覆在柔性基材409上方的方法包括:溅镀、静电喷涂、逆转辊涂布、凹槽式涂布、夹缝 式涂布、压印、热转印、迈耶棒(meyerrod)涂覆、旋涂、丝网印刷、照相凹版印刷、平板印刷、胶版印刷、喷墨印刷、凹版印刷,或者它们的任意组合。
在具体的实施涂覆时,首先布置好柔性基材409后,在下方涂覆增粘层402,调节温度,烘干增粘层402,待增粘层402半固化后将纳米银线801溶液涂覆到增粘层402下表面,放置60-80s后调节温度至140℃,至纳米银线801纳米银线导电层403烘干,并用辊筒对以上所得薄膜进行滚压,然后冷却。
在另一个实施方式中,增粘层402的材料本身是固体薄膜的形式。增粘层402则可以通过对固体薄膜加热滚压的形式直接覆盖于柔性基材409上方,这时增粘层402的材料包括但不限于:聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、聚乙烯醇(PVA)、聚碳酸酯(PC)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚甲基丙烯酸甲脂(PMMA)、玻璃纸等。
纳米银线801之间仅仅凭借分子间作用力搭接在一起,容易在曲挠作用下发生滑移,提供增粘层402使得纳米银线导电层403和柔性基材409之间的附着力良好。纳米银线801与柔性基材409的附着越牢,纳米银线801之间的搭接则更为良好,从而提供良好的导电率。一般而言,成膜制造工艺在进行时,常会伴随温度的变化,而柔性基材409具有较大的膨胀系数,在升温降温的过程当中常会有显著的体积变化,成膜制造工艺时,常因为粘着于硬质基材上的可挠性柔性基材409的膨胀或收缩而使可挠性柔性基材409产生第二弯曲方向的翘曲或变形,进而造成曝光或是焦聚不良等问题,通过增粘层402解决了因可挠性柔性基材409的膨胀或收缩而引起的一系列问题。
请参阅图9,本发明第五实施例的曲面触控面板50包括柔性基材509,纳米银线导电层503和光学匹配层506,所述光学匹配层506为一层低折射率的光学膜,所述光学匹配层506位于柔性基材509上方或下方,或纳米银线导电 层403上方或下方。
所述柔性基材509的水滴角为0-30度,优选的小于10度。
所述低折射率为折射率小于1.6,优选的为1.1~1.6。光学匹配层506可以为有机物或无机物,或有机-无机混合涂层。例如硅氧化物,氯氟化物,氟化镁,二氧化硅,氟化锂,氟化钠,氧化镁,硅酸盐,聚氨酯,PMMA,PVA,PVP,有机硅,氟聚合物,丙烯酸树脂,丙烯酸树脂+矽石纳米颗粒。优选的折射率为1.1,1.25,1.32,1.38,1.46,1.50,1.52。
所述光学匹配层506的光学膜厚度为小于或等于1/4波长奇数倍。
所述光学匹配层506的形成方式可以为物理沉积,化学沉积,真空镀膜,印刷,喷涂,柔印,纳米压印,丝网印刷,刮刀涂布,旋转涂布,棒状涂布,滚筒涂布,线棒涂布,浸渍涂布等任一种方式。
当设置光学匹配层506后,OCA胶的高折射率粘合层505,其下方的PET柔性基材509,及柔性基材509上方或纳米银线导电层503下方的光学匹配层506构成一折射率符合层,将所述纳米银线导电层503的雾度降低至5%左右,优选地小于3%,2%,1.5%。
在另一个实施方式中,光学层匹配层506和纳米银线导电层503位置可以互换。当光学匹配层506在纳米银线导电层503下方时,同时可以作为保护层,防止纳米银线801氧化,腐蚀等直接暴露在外的一系列问题。
本实施例还包括增粘层502,光学匹配层506可以在柔性基材509与高折射率粘合层505之间,柔性基材509与增粘层502之间、增粘层502与纳米银线导电层503之间、纳米银线导电层503与显示单元507之间任意排布,此外增粘层502也可以是光学匹配层506,具有光学匹配层506的特性及效果。
通过光学匹配层506实现对曲面触控面板50雾度的调节,而且对于光学匹配层506的位置要求灵活多变,灵活有效的实现对纳米银线801雾度的降低。
本发明第六实施例的曲面触控面板60包括柔性基材609,纳米银线导电层603和保护层608,保护层608覆盖于纳米银线导电层603下表面,且本实施例中的保护层608为粘着性保护层608,一般的保护层下方需要设置一层透明光学胶,所述保护层608为粘着性保护层608,无需设置透明光学胶,更有利于曲面触控面板60的轻薄化。所述保护层608的材质包括透明的粘着材料以及透明的介电材料。所述保护层608用于保护纳米银线导电层603,防止纳米银线导电层603表面被氧化而导电性降低。因此,在本实施例中,高折射率粘合层105,205即不再存在,而是被替代为具有粘着性,及保护纳米银线导电层603作用的保护层608。该保护层608的折射率要求与第二实施例中高折射率粘合层205的折射率要求相同。涂覆在导电层608表面时也与第二实施例中高折射率粘合层205处理方式相同。
所述保护层608的粘着材料为感光性粘着剂或热固性粘着剂。所述感光性粘着剂可为适合用于微影工艺的光阻材料,例如,可吸收紫外光波长的聚丙烯酸酯系的光阻剂或其他光固性的光阻材料。所述热固性粘着剂的材料则包括环氧树脂或其他可热交联且于感光性粘着剂相容的材料。
所述介电材料选自聚亚酰胺、二氧化硅、氮硅氧化物、环氧树脂、亚克力聚合物或其组合。
所述介电材料是选自与纳米银线导电层603本身或与柔性基材609较为相容的材料,可一定程度地提升保护层608与柔性基材609或纳米银线导电层603的结合强度。
相较于单一材质的保护层608,由混合材质组成的保护层608可通过不同折射率材质的选择,适应不同外 观需求的触控面板要求,具体而言,通过调整保护层608的折射率及厚度,使其折射率与位于保护层608上、下结构的折射率相匹配,可提高曲面触控面板60的透光率,改善曲面触控面板60外观不良的问题。例如,纳米银线导电层603具有折射率n1,保护层608具有折射率nf,柔性基材609具有折射率nT,且n1大于nf小于nT,较佳约等于nf与nT的乘积开根号。
借助该混合材质制成的保护层608,在根本上可以如实施例五所述的光学匹配层506的光学处理特性。总体来说,该保护层608兼具粘着性和光学处理特性,使曲面触控面板60在叠层结构上不再需要实施例二中的高折射率粘合层205,实施例五中的光学匹配层506,降低屏体的整体厚度,实现产品轻薄化的同时还能解决纳米银线导电层603的雾度问题。
如此,第六实施例的曲面触控面板60从上至下的叠层结构依次包括盖板601,高折射率的粘合层605,柔性基材609,增粘层602,纳米银线导电层603及保护层608。
请参阅图11,本实用新型第七实施例的曲面触控面板70在叠层结构上从上至下依次包括,盖板701,高折射率粘合层705,柔性基材709,第一导电层703,第二导电层704和保护层708。第一导电层703,第二导电层704均为纳米银线导电层805。可以理解此处的第一导电层703,第二导电层704均可以为采用光刻、蚀刻、黄光制程、压印等工艺将图1、图2所示的纳米银线导电层805切割成不同方向的导电图案,形成网格状的导电电路。例如,第一导电层703是将纳米银线导电层805切割成第一轴向(X方向)的导电图案后形成的导电层;第二导电层704是将纳米银线导电层805切割成第二轴向(Y方向)的导电图案后形成的导电层。第一导电层703与第二导电层704之间设置着一层绝缘层。
位于柔性基材709下方的第一导电层703与第二导电层704在柔性基材709发生微形变后,由于均位于柔性基材709的下方,第一导电层703与第二导电层704均被压缩。压缩后,该两者内部的纳米银线801搭接率更高,导电率同时得到提升。
请参阅图12,本实用新型第八实施例的曲面触控面板90在结构上与实施例二所示曲面触控显示面板20的不同之处在于:本实施例将偏光片9071直接作为实施例二所示的柔性基材209,且偏光片9071也为可挠性柔性材料,材料特性与实施例二中的柔性基材209特性相同。纳米银线导电层903成形在偏光片9071上,为了同时可以将偏光片9071的微形变造成的纳米银线导电层903内部的拉应力变为压应力,纳米银线导电层903需成形在偏光片9071的下表面,同时偏光片9071的下表面靠近光学组件9073,偏光片9071上方通过高折射率粘合层905粘贴在盖板901上。高折射率粘合层905的特性可以参考实施例二中的高折射率粘合层205。
如此一来,首先是无需再做一层实施例二中PET的柔性基材209,曲面触控面板90的整体厚度得到降低。其次,偏光片9071兼具柔性基材209的特性和位置关系,也能将导电层903在偏光片9071微形变后产生的拉应力变为压应力,增强导电层903的导电性和附着力。当然,当纳米银线导电层903位于偏光片9071之下,相对于位于偏光片9071之上时,纳米银线导电层903距离触控面的距离更远,光漫射量更小,雾度更低。
同时,该纳米银线导电层903也可以参照第四实施例,在纳米银线导电层903的上方设置第四实施例所述的增粘层402,下方设置第六实施例所述保护层608,和第五实施例所述的光学匹配层506。
本发明所述的显示单元207可以为LCD显示器,LED显示器,OLED显示器,还可以用在等离子显示器上,彩 色平板显示器上,光电子器件等。
请参阅图13,本发明的曲面触控面板20可以应用在一些可穿戴设备100上,形成生活中的智能手表,智能手环等类似可穿戴设备100。在上述可穿戴设备100中,所述的曲面触控面板20贴合于显示单元207的上方,用于可穿戴设备100人机交互的其中之一的I/O设备,当然可穿戴设备100还会集成有控制模组,控制模组用于导通连接并控制曲面触控面板20。可以容易理解,在本发明的所述曲面触控面板20还可应用于智能服装、智能饰品,智能眼镜,智能手镯,智能手链等非平面式智能可穿戴式电子设备上。
此处主要以第二实施例的曲面触控面板20来述说其具有的效果,不可置疑地,在符合本实施例的结构布局基础之上,其他实施例也具有同样的有益效果。
与现有技术相比,本发明的曲面触控面板20及可穿戴设备100的触控电极材料由传统的ITO材料替换为纳米银线801材料,使得曲面触控面板20的导电效果更佳,成本更低,外观视觉效果更好,迎合并逐渐主导触控产品的发展方向,具有前瞻性与市场主导性的有益效果。
同时,本发明的曲面触控面板20主要应用在可穿戴式智能电子设备上,在使用环境上整个层状结构更容易引起微小的形变。本发明将纳米银线导电层203设置在承载纳米银线导电层203的柔性基材209之下,将本应该出现拉应力的纳米银线导电层203变为借助柔性基材209形变而产生压应力。如此,由拉应力到压应力的转换,虽然在ITO的导电层上并不会起多大的效果,但是对于纳米银线导电层203来说,其内部是有很多丝状的纳米银线801分散在基质803中,导电性的最终体现即为内部多个纳米银线801的相互搭接来实现的,搭接的优良程度除了与纳米银线801的数量有关外,还与内部的紧密程度密切相关。当纳米银线导电层203由于形变而承受压应力时,内部的多条 纳米银线801之间互相挤压搭接,使搭接强度和搭接密度增大,而致使导电率降得到大幅提高。在压应力的作用下,也会使得纳米银线导电层203与柔性基材209相互更加靠近,从而增强两者之间的附着力,大幅降低纳米银线导电层203与柔性基材209之间粘着性能要求。
从解决纳米银线801雾度的角度来看,本发明将纳米银线导电层203由位于柔性基材209上方移至位于柔性基材209下方后,通过柔性基材209的覆盖,减低纳米银线导电层203上纳米银线801的光漫射,从而降低纳米银线导电层203的雾度。另外,本发明将原有的粘合层材料进行改进,选用高折射率粘合层205-OCA胶来粘接上层的盖板201和柔性基材209,高折射率粘合层205位于纳米银线导电层203之上,可以有效降低纳米银线导电层203的反射,解决纳米银线801雾度明显的问题。同时,用高折射率粘合层205无需额外增加叠层,也有利于降低曲面触控面板20的厚度,取得轻薄化的效果。
从产品轻薄化的角度来看,本发明第六实施例采用混合材质制成的保护层608,该保护层608兼具粘着性和光学处理特性,在叠层结构上不再需要单独的高折射率粘合层205,和处理雾度问题的光学处理层506,从而可以降低屏体的整体厚度,实现产品轻薄化的同时还能解决纳米银线导电层603的雾度问题。
在本发明的更优第八实施例中,将偏光片9071直接替代柔性基材209来承载纳米银线导电层903,且纳米银线导电层903位于偏光片9071的下方,将偏光片9071形变产生的拉应力变为压应力。没有纳米银线导电层903的偏光片9071的一面靠近触摸面,降低纳米银线导电层903的雾度,同时降低产品的整体厚度,符合轻薄化的需求。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的原则之内所作的任何修改,等同替换和改进等均应包含本发明的保护范围之内。

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