纳米碳管电容式触摸屏的层状结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种纳米碳管电容式触摸屏的层状结构，其包括盖板层、OCA光学胶层以及纳米碳管透明导电薄膜层，其中，该盖板层具有顶面以及底面，该纳米碳管透明导电薄膜层具有顶面以及底面，该OCA光学胶层设置在该盖板层的底面与该纳米碳管透明导电薄膜层的顶面之间，该盖板层由PC材料制成，在该纳米碳管透明导电薄膜层上还设置有线路层，该线路层由纳米碳管材料贴覆而成。
【专利说明】纳米碳管电容式触摸屏的层状结构
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种电容式触摸屏的层状结构，特别是一种包含纳米碳管层的电容式触摸屏的层状结构。
【背景技术】
[0002]众所周知，纳米碳管是由纳米碳管片层卷曲而成的无缝中空管状结构。具有优异的电学性能、高强度和柔韧性、稳定的化学性质以及对可见光和近红外光没有明显特征吸收等特性，由其构成的薄膜是一种超柔性的“透明”导体。此外，该薄膜还具有成本低、环境友好、资源丰富的优点。目前的研究结果已证明纳米碳管薄膜具有可与ITO相比拟的透明导电性，亦被认为是最有希望取代资源缺乏、脆性ΙΤ0，成为新一代透明导电膜的材料之一，不仅可以满足触摸屏、显示、太阳能电池等行业对透明导电膜的日益增长的需求，而且对促进新一代柔性器件的发展具有重要的意义。
[0003]根据层数不同，纳米碳管可分为单壁、双壁和多壁纳米碳管。这些纳米碳管可以在CVD生长过程中直接成膜，然后转移到透明基体上形成透明导电薄膜；也可以均匀地分散到某一溶剂中形成分散液，然后将该分散液采用过滤转移法、提拉浸涂法、喷涂法、旋涂法、电泳沉积法、层层组装法等工艺在透明基底上沉积成薄膜。此外，这些纳米碳管还可以与纳米碳管或导电聚合物等复合制成透明导电薄膜。
[0004]随着现代多媒体信息技术的不断向前发展，以及娱乐、查询设备的不断增加，触摸屏的应用越来越广泛。而电容式触摸屏只需要触摸，而不需要压力就可以产生信号、在生产后只需要一次或者完全不需要屏幕校准、在光损失和系统功耗上较低、电容式技术耐磨损、寿命长，用户使用时维护成本低等诸多优点。而纳米碳管作为新型材料中的一种，它在制作触摸屏方面同样具有无可替代的优势。对未来的纳米碳管与现有的ITO导电材料进行比较，纳米碳管具有优异的电学性能、高强度和柔韧性、稳定的化学性质以及对可见光和近红外光没有明显特征吸收等特性，还具有成本低、环境友好、资源丰富的优点，这些优势都将表明纳米碳管也终将成为替代传统ITO导电材料中的一种新型材料。
[0005]目前普遍使用的透明导电薄膜材料的缺点在于，外层的薄膜容易刮花扎伤而导致触摸屏功能失常；ΙΤ0导电层容易受外界条件的变化而改变其特性，而纳米碳管作为一种超柔性的“透明”导体，能克服传统材料的缺点，但是现在在具体实施的时候还没有出现能够将纳米碳管层成功的制作在电容式触摸屏中的层状结构，而此是为现在技术的主要缺点。
实用新型内容
[0006]本实用新型提供了一种纳米碳管电容式触摸屏的层状结构，其利用纳米碳管材料制作成纳米碳管电容式触摸屏，与传统材料相比，更易于观察及检验，采用触摸区用纳米碳管加周边走线也用纳米碳管作为导线，可以降低生产成本，简化生产工序及提高生产良率，而此是为本实用新型的主要目的。
[0007]本实用新型所采取的技术方案是:纳米碳管电容式触摸屏的层状结构，其包括盖板层、OCA光学胶层以及纳米碳管透明导电薄膜层，其中，该盖板层具有顶面以及底面，该纳米碳管透明导电薄膜层具有顶面以及底面，该OCA光学胶层设置在该盖板层的底面与该纳米碳管透明导电薄膜层的顶面之间，该盖板层由PC材料制成，在该纳米碳管透明导电薄膜层上还设置有线路层，该线路层由纳米碳管材料贴覆而成，该纳米碳管透明导电薄膜层包括基材层以及纳米碳管层，该纳米碳管层包括纳米碳管导电部分以及蚀刻部分，该线路层环设在该纳米碳管导电部分四周，且该线路层与该纳米碳管导电部分电连接，该纳米碳管导电部分由若干横向排列的纳米碳管导电条组成，每一个该纳米碳管导电条的两端都与该线路层电连接。
[0008]该线路层包括若干纳米碳管导线，每一条该纳米碳管导线都与对应的该纳米碳管导电条相连接。该线路层还包括柔性线路板连接区，柔性线路板电连接在该柔性线路板连接区上，该柔性线路板连接区由银浆印刷而成，该柔性线路板连接区与若干该纳米碳管导线电连接，在该柔性线路板与该柔性线路板连接区连接的位置设置有封胶层。该盖板层的底面上涂附有黑色油墨层，由该黑色油墨层在该盖板层的底面上围绕形成触摸显示区、按键图标以及摄像头视窗，在该黑色油墨层上还涂附有遮光油墨层。
[0009]该基材层由聚对苯二甲酸乙二醇脂、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、玻璃，中的任何一种制成。该基材层的厚度为 0.125mm、0.175mm、0.188mm ；0.38mm、0.5mm、0.65mm ；0.5mm、0.65mm ；0.55mm、0.7mm>1.1mm 中的任何一种厚度。
[0010]本实用新型的有益效果为:将带有纳米碳管的透明导电薄膜通过激光蚀刻的方法加工出线路部分，通过绑定FPC将里面的线路连接到主板端，再在纳米碳管表面贴覆一层0CA，最后将盖板贴覆在纳米碳管材料上面，组合成一片电容式触摸屏。该触摸屏由触控IC及整机主板控制来实现触摸功能。纳米碳管电容式触摸屏安装在显示屏上面，用于检测触摸的位置，当电容屏触摸到时，就由触控IC来解析触点的位置坐标，处理器获得触摸的原始数据，去除干扰，测算压力点，建立触摸区域，计算出精确坐标。
[0011]本实用新型采用了新型导电材质“纳米碳管”。针对其具有优异的电学性能、高强度和柔韧性、稳定的化学性质以及对可见光和近红外光没有明显特征吸收等特性，采用激光蚀刻的方法同时周边银浆采用丝网印刷的工艺来制作线路部分。具有高透光率、稳定性高、制作环保、触摸精准、用户体验感强等特点。
[0012]本实用新型的技术主要面向触摸屏行业的新型材料及制作工艺的导入，其可以提供高稳定性的纳米碳管电容式触摸屏，还可以体验到纳米碳管电容式触摸屏优于现在常用的ITO触摸屏的一些方面:1、本实用新型的纳米碳管电容式触摸屏采用了纳米碳管作为主要构成材料，与传统的ITO触摸屏相比，成本明显降低，在铟锡越来越少的情况下，势必要有新型材料来替代传统的Ι--。2、本实用新型的纳米碳管电容式触摸屏采用了纳米碳管作为主要构成材料，具有很高的透光率。这样通过触摸屏而显示出来的图像会更逼真，颜色也会更真实。3、本实用新型的纳米碳管电容式触摸屏采用了纳米碳管作为主要构成材料，因纳米碳管具有很高的挠曲度，这样就大大减少了像ITO材料因弯折过度而造成功能不良的情况。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型的盖板层、OCA光学胶层以及纳米碳管透明导电薄膜层的层状结构示意图。
[0014]图2为本实用新型连接有柔性线路板的层状结构示意图。
[0015]图3为本实用新型的线路层的结构示意图。
[0016]图4为本实用新型的纳米碳管导电部分以及蚀刻部分的位置示意图。
[0017]图5为本实用新型的盖板层的示意图。
【具体实施方式】
[0018]如图1至5所示，纳米碳管电容式触摸屏的层状结构，其包括盖板层10、OCA光学胶层20以及纳米碳管透明导电薄膜层30，其中，该盖板层10具有顶面以及底面，该纳米碳管透明导电薄膜层30具有顶面以及底面，该OCA光学胶层20设置在该盖板层10的底面与该纳米碳管透明导电薄膜层30的顶面之间。
[0019]该盖板层10由PC材料制成，在该纳米碳管透明导电薄膜层30上还设置有线路层40，该线路层40由纳米碳管材料贴覆而成。
[0020]工作时，在该纳米碳管透明导电薄膜层30内形成一个低电压交流电场，当用户手指触摸该纳米碳管电容式触摸屏表面时，手指与该纳米碳管透明导电薄膜层30间会形成一个耦合电容，此刻会有一定量的电荷转移到人体，为了恢复电荷损失，电荷从该纳米碳管电容式触摸屏的四角补充进来，各方向补充的电荷量和触摸点的距离成比例，由此能够推算出触摸点的位置。
[0021]在具体实施的时候，该线路层40由2.8V?3.3V的电压供电，并支持1.8V?3.3V接口电平。
[0022]该纳米碳管透明导电薄膜层30包括基材层31以及纳米碳管层32，其中，该基材层31由PET (聚对苯二甲酸乙二醇脂)、PC (聚碳酸酯)、PMMA (聚甲基丙烯酸甲酯)、玻璃中的任何一种制成。
[0023]该基材层31 的厚度为 0.125mm、0.175mm、0.188mm ;0.38mm、0.5mm、0.65mm ;0.5mm、0.65mm ；0.55mm、0.7mm、l.1mm 中的任何一种厚度。
[0024]该纳米碳管透明导电薄膜层30的透光率为8(Γ97.7%，方阻值为3(Γ400 Ω，在具体实施的时候该纳米碳管透明导电薄膜层30的层数不同可以分为单壁、双壁和多壁纳米碳管。
[0025]在具体实施的时候，该纳米碳管层32包括纳米碳管导电部分321以及蚀刻部分322，该纳米碳管导电部分321以及该蚀刻部分322是通过激光蚀刻该纳米碳管层32而形成的，该线路层40环设在该纳米碳管导电部分321四周，且该线路层40与该纳米碳管导电部分321电连接。
[0026]在具体实施的时候，该纳米碳管导电部分321由若干横向排列的纳米碳管导电条组成，每一个该纳米碳管导电条的两端都与该线路层40电连接。
[0027]在具体实施的时候，该线路层40包括若干纳米碳管导线，每一条该纳米碳管导线都与对应的该纳米碳管导电条相连接。
[0028]该线路层40还包括柔性线路板连接区41，柔性线路板42电连接在该柔性线路板连接区41上，该柔性线路板连接区41由银浆印刷而成，该柔性线路板连接区41与若干该纳米碳管导线电连接。
[0029]在该柔性线路板42与该柔性线路板连接区41连接的位置设置有封胶层，从而固定该柔性线路板42与该柔性线路板连接区41的相对位置。
[0030]该盖板层10的底面上涂附有黑色油墨层11，由该黑色油墨层11在该盖板层10的底面上围绕形成触摸显示区111、按键图标112以及摄像头视窗113。
[0031]在该黑色油墨层11上还涂附有遮光油墨层，该遮光油墨层能够增加油墨的遮光性同时能够填补一些小针孔。
【权利要求】
1.纳米碳管电容式触摸屏的层状结构，其特征在于:包括盖板层、OCA光学胶层以及纳米碳管透明导电薄膜层，其中，该盖板层具有顶面以及底面，该纳米碳管透明导电薄膜层具有顶面以及底面，该OCA光学胶层设置在该盖板层的底面与该纳米碳管透明导电薄膜层的顶面之间，该盖板层由PC材料制成，在该纳米碳管透明导电薄膜层上还设置有线路层，该线路层由纳米碳管材料贴覆而成， 该纳米碳管透明导电薄膜层包括基材层以及纳米碳管层，该纳米碳管层包括纳米碳管导电部分以及蚀刻部分，该线路层环设在该纳米碳管导电部分四周，且该线路层与该纳米碳管导电部分电连接，该纳米碳管导电部分由若干横向排列的纳米碳管导电条组成，每一个该纳米碳管导电条的两端都与该线路层电连接。
2.如权利要求1所述的纳米碳管电容式触摸屏的层状结构，其特征在于:该线路层包括若干纳米碳管导线，每一条该纳米碳管导线都与对应的该纳米碳管导电条相连接。
3.如权利要求2所述的纳米碳管电容式触摸屏的层状结构，其特征在于:该线路层还包括柔性线路板连接区，柔性线路板电连接在该柔性线路板连接区上，该柔性线路板连接区由银浆印刷而成，该柔性线路板连接区与若干该纳米碳管导线电连接，在该柔性线路板与该柔性线路板连接区连接的位置设置有封胶层。
4.如权利要求1所述的纳米碳管电容式触摸屏的层状结构，其特征在于:该盖板层的底面上涂附有黑色油墨层，由该黑色油墨层在该盖板层的底面上围绕形成触摸显示区、按键图标以及摄像头视窗，在该黑色油墨层上还涂附有遮光油墨层。
5.如权利要求1所述的纳米碳管电容式触摸屏的层状结构，其特征在于:该基材层由聚对苯二甲酸乙二醇脂、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、玻璃，中的任何一种制成。
6.如权利要求1所述的纳米碳管电容式触摸屏的层状结构，其特征在于:该基材层的厚度为 0.125mm、0.175mm、0.188mm ;0.38mm、0.5mm、0.65mm ；0.5mm、0.65mm ；0.55mm、0.7mm、1.1mm中的任何一种厚度。
【文档编号】G06F3/044GK204087183SQ201420547832
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年9月23日 优先权日:2014年5月20日
【发明者】凌桦光, 孟磊, 杜金红, 任文才, 成会明 申请人:深圳市航泰光电有限公司, 凌桦光