一种触控层及其制备方法,以及触控装置

文档序号:1839847 发布日期:2021-11-16 浏览:25次 >En<

阅读说明:本技术 一种触控层及其制备方法,以及触控装置 (Touch layer, preparation method thereof and touch device ) 是由 孙吉星 徐壮 王馨蕊 张金玲 于 2020-05-12 设计创作,主要内容包括:本发明提供了一种触控层及其制备方法,以及触控装置,涉及触控技术领域。其中,触控层包括第一基材层、具有触控阵列图案的纳米金属线膜层,以及第二基材层,所述纳米金属线膜层位于所述第一基材层与所述第二基材层之间,所述纳米金属线膜层中混合有高折射率聚合物。在本发明实施例中,可以在触控层中位于第一基材层与第二基材层之间的纳米金属线膜层中混合高折射率聚合物,从而可以对纳米金属线膜层的折射率进行调节,减弱了纳米金属线膜层的漫反射,降低了触控层表面的雾度。(The invention provides a touch layer, a preparation method thereof and a touch device, and relates to the technical field of touch. The touch layer comprises a first substrate layer, a nano metal wire film layer with a touch array pattern and a second substrate layer, wherein the nano metal wire film layer is located between the first substrate layer and the second substrate layer, and a high-refractive-index polymer is mixed in the nano metal wire film layer. In the embodiment of the invention, the high-refractive-index polymer can be mixed in the nano metal wire film layer positioned between the first substrate layer and the second substrate layer in the touch layer, so that the refractive index of the nano metal wire film layer can be adjusted, the diffuse reflection of the nano metal wire film layer is weakened, and the haze of the surface of the touch layer is reduced.)

一种触控层及其制备方法,以及触控装置

技术领域

本发明涉及触控技术领域,特别是涉及一种触控层及其制备方法,以及触控装置。

背景技术

随着移动终端、可穿戴设备、智能家电的发展,市场对于触控面板的大尺寸化、低价化及柔性化需求越来越大。触控面板中的触控层通常采用ITO薄膜,而传统的ITO薄膜无法弯曲应用、导电率低及透光性低等本质问题无法有效提升。而纳米银线等纳米金属线在阻值、延展性、弯曲性上所展现的优势,使其成为替代ITO薄膜的一种重要方案。

以纳米银线为例,纳米银线技术是将纳米银线墨水材料涂抹在塑料或者玻璃基板上,然后利用镭射光刻技术,制成具有横纵交错的触控阵列图案的透明导电薄膜,作为触控层。由于其线宽的直径非常小,约为50nm,因此其透过率可以达到90%以上。

但纳米银线触控层也有其缺点,由于纳米银线采用涂覆的方式,沾满整个底层基板表面,因此,纳米银线工艺所制成的触控层表面雾度高,存在严重的漫反射问题,屏幕的雾度问题会导致在强光线照射的情况下,屏幕反光强烈,严重的时候会使用户看不清屏幕。因此,此类纳米金属线触控层存在雾度较大的问题。

发明内容

本发明提供一种触控层及其制备方法,以及触控装置,以解决现有的纳米金属线触控层的雾度较大,易导致用户看不清屏幕的问题。

为了解决上述问题,本发明公开了一种触控层,包括第一基材层、具有触控阵列图案的纳米金属线膜层,以及第二基材层,所述纳米金属线膜层位于所述第一基材层与所述第二基材层之间,所述纳米金属线膜层中混合有高折射率聚合物。

可选地,所述纳米金属线膜层靠近所述第一基材层的一侧设置有多个第一聚光结构,所述第一基材层靠近所述纳米金属线膜层的一侧设置有多个第一微结构,所述第一聚光结构与所述第一微结构的形状相匹配。

可选地,所述纳米金属线膜层靠近所述第二基材层的一侧设置有多个第二聚光结构,所述第二基材层靠近所述纳米金属线膜层的一侧设置有多个第二微结构,所述第二聚光结构与所述第二微结构的形状相匹配。

可选地,所述第一聚光结构为半球形凸面结构。

可选地,所述第二聚光结构为半球形凸面结构。

可选地,所述纳米金属线膜层中还混合有金属氧化物纳米颗粒、高原子数单体和高原子数聚合物中的至少一种。

可选地,所述高折射率聚合物包括芳香族单体的聚合物和溴化芳香族单体的聚合物中的至少一种。

可选地,所述纳米金属线膜层包括纳米银线、纳米铜线和纳米锡线中的至少一种。

为了解决上述问题,本发明还公开了一种触控层的制备方法,所述方法包括:

在纳米金属线墨水中添加高折射率聚合物,形成纳米金属线混合液;

将所述纳米金属线混合液涂覆在第二基材层上,形成纳米金属线涂层;

对所述纳米金属线涂层进行固化处理;

对固化后的所述纳米金属线涂层进行图案化处理,形成具有触控阵列图案的纳米金属线膜层;

在所述纳米金属线膜层上形成第一基材层,得到触控层。

可选地,所述对所述纳米金属线涂层进行固化处理,包括:

通过第一压板在所述纳米金属线涂层上压合形成多个第一聚光结构,以及在所述第一压板的压合过程中,对所述纳米金属线涂层进行固化处理。

可选地,所述将所述纳米金属线混合液涂覆在第二基材层上,形成纳米金属线涂层,包括:

通过第二压板在第二基材层上压合形成多个第二微结构;

将所述纳米金属线混合液涂覆在所述第二基材层上,形成包括多个第二聚光结构的纳米金属线涂层;所述第二聚光结构与所述第二微结构的形状相匹配。

为了解决上述问题,本发明还公开了一种触控装置,包括上述触控层。

与现有技术相比,本发明包括以下优点:

在本发明实施例中,可以在触控层中位于第一基材层与第二基材层之间的纳米金属线膜层中混合高折射率聚合物,从而可以对纳米金属线膜层的折射率进行调节,减弱了纳米金属线膜层的漫反射,降低了触控层表面的雾度。

附图说明

图1示出了现有的纳米银线触控层的截面示意图;

图2示出了本发明实施例一的一种触控层的截面示意图;

图3示出了本发明实施例一的另一种触控层的截面示意图;

图4示出了本发明实施例一的一种光路示意图;

图5示出了本发明实施例一的又一种触控层的截面示意图;

图6示出了本发明实施例二的一种触控层的制备方法的步骤流程图;

图7示出了本发明实施例二的一种形成纳米金属线涂层后的触控层截面示意图;

图8示出了本发明实施例二的一种第二基材层的截面示意图;

图9示出了本发明实施例二的另一种形成纳米金属线涂层后的触控层截面示意图;

图10示出了本发明实施例二的一种在纳米金属线涂层上压合形成多个第一聚光结构的示意图;

图11示出了本发明实施例二的另一种在纳米金属线涂层上压合形成多个第一聚光结构的示意图;

图12示出了本发明实施例二的一种第一压板的示意图;

图13示出了本发明实施例二的一种压合后移除第一压板的示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

在对本发明实施例进行详细说明之前,首先对现有的纳米金属线触控层及其雾度问题进行介绍。

以下将以量产较大的纳米银线触控层为例进行说明。图1示出了现有的纳米银线触控层的截面示意图,参照图1,11为第一基材层,12为具有X、Y方向横纵交错的触控阵列图案的纳米银线膜层,纳米银线膜层12中包括纳米银线121,13为第二基材层。图1以平行光入射纳米银线触控层举例,暂不考虑二次折射和反射等因素。由于纳米银线直径约20至100nm,长度20至70um,纵横比约为1000,不同的长度及不同的弯曲形态导致光线在纳米银线表面产生大量的漫反射,以图1中的平行光入射触控层为例,由于纳米银线表面产生大量的漫反射,因此,出射光线的方向较为杂乱,此即纳米银膜层表面表现出高雾度的原因。

在实际应用中,不局限于纳米银线触控层,包含有某些其他纳米金属线的触控层也会出现类似的高雾度问题。

针对此类纳米金属线触控层的高雾度问题,也可以采用一些解决方案,例如在纳米金属线触控层基础上再增加一层高反射或低反射膜,但这种方式会额外增加触控层的厚度,影响触控层的柔性弯折和透过率。也有采用粗糙化纳米金属线表面的方式,可是无论根据纳米金属线目前的物理制备或化学制备方法,都没有办法有效控制纳米金属线的表面粗糙化程度和数量。

综上所述,针对现有的纳米金属线触控层,提出了本发明实施例中的触控层及其制备方法,以及触控装置,以解决现有的纳米金属线触控层的雾度较大,易导致用户看不清屏幕的问题。

实施例一

图2示出了本发明实施例一的一种触控层的截面示意图,参照图2,触控层包括第一基材层21、具有触控阵列图案的纳米金属线膜层22,以及第二基材层23,所述纳米金属线膜层22位于所述第一基材层21与所述第二基材层23之间,所述纳米金属线膜层22中混合有高折射率聚合物222。

参照图2,纳米金属线膜层22中包括纳米金属线221。纳米金属线膜层22形成在第二基材层23上,第一基材层21覆盖纳米金属线膜层22,位于第一基材层21与第二基材层23之间的纳米金属线膜层22中混合有高折射率聚合物222。

可选地,所述高折射率聚合物222可以包括芳香族单体的聚合物和溴化芳香族单体的聚合物中的至少一种。例如聚甲基丙烯酸五溴苯酯等高聚物,本发明实施例对此不作具体限定。

在具体应用中,高折射率聚合物222可以采用极佳的光透明度(光透明度>95%)、良好的硬度及抗划伤性(硬度>2H)的单体的聚合物,且可以通过对高折射率聚合物222的功能性单体的选择,对纳米金属线膜层22的折射率进行调节。

在本发明实施例中,可以通过在触控层的纳米金属线膜层22中混合高折射率聚合物222,从而对纳米金属线膜层22的折射率进行调节,减弱了纳米金属线膜层22的漫反射,降低了触控层表面的雾度。

进一步地,参照图3,在一种可选的实现方式中,所述纳米金属线膜层22靠近所述第一基材层21的一侧设置有多个第一聚光结构223,所述第一基材层21靠近所述纳米金属线膜层22的一侧设置有多个第一微结构211,所述第一聚光结构223与所述第一微结构211的形状相匹配。

可选地,所述第一聚光结构223可以为半球形凸面结构,当然,也可以是其他形状的结构,例如椭圆形凸面结构等,本发明实施例对此不作具体限定。

参照图4,示出了本发明实施例一的一种光路示意图,以图4中的平行光入射触控层为例,由于高折射率聚合物222和第一聚光结构223的存在,减弱了纳米金属线221所产生的漫反射,因此,出射光线基本可以平行出射,从而降低了触控层表面的雾度。

参照图5,在另一种可选的实现方式中,所述纳米金属线膜层22靠近所述第二基材层23的一侧设置有多个第二聚光结构224,所述第二基材层23靠近所述纳米金属线膜层22的一侧设置有多个第二微结构231,所述第二聚光结构224与所述第二微结构231的形状相匹配。

可选地,所述第二聚光结构224为半球形凸面结构,当然,也可以是其他形状的结构,例如椭圆形凸面结构等,本发明实施例对此不作具体限定。

在本发明实施例中,聚光结构的位置不局限于纳米金属线膜层22的上表面或下表面,可以仅设置在纳米金属线膜层22的上表面,也即纳米金属线膜层22靠近第一基材层21的一侧,也可以仅设置在纳米金属线膜层22的下表面,也即纳米金属线膜层22靠近第二基材层23的一侧,也可以在纳米金属线膜层22的上表面和下表面均设置聚光结构,本发明实施例对此不作具体限定。另外,第一聚光结构223和第二聚光结构224的形状可以相同,也可以不同,本发明实施例对此同样不作具体限定。

可选地,所述纳米金属线膜层22中还可以混合有金属氧化物纳米颗粒、高原子数单体和高原子数聚合物中的至少一种。参照图3、图4或图5,也即是纳米金属线膜层22中可以混合有用于提高纳米金属线导通率的物质225,金属氧化物纳米颗粒、高原子数单体和高原子数聚合物此类的物质可以提高纳米金属线的导通率,从而能够提高触控层的触控感应能力。

可选地,所述纳米金属线膜层22包括纳米银线、纳米铜线和纳米锡线中的至少一种,也即是在实际应用中,纳米金属线221可以是纳米银线、纳米铜线和纳米锡线中的至少一种,本发明实施例对此不作具体限定。

在具体应用中,用户具体可以触摸触控层中的第一基材层21,以通过触控层的触控阵列图案实现触控功能。

在实际应用中,第一基材层21和第二基材层23可以为PET(聚对苯二甲酸乙二酯)材料层、胶层等,本发明实施例对此不作具体限定。

在本发明实施例中,可以在触控层中位于第一基材层与第二基材层之间的纳米金属线膜层中混合高折射率聚合物,从而可以对纳米金属线膜层的折射率进行调节,减弱了纳米金属线膜层的漫反射,降低了触控层表面的雾度。

实施例二

图6示出了本发明实施例二的一种触控层的制备方法的步骤流程图,参照图6,本发明实施例的触控层制备方法包括以下步骤:

步骤601:在纳米金属线墨水中添加高折射率聚合物,形成纳米金属线混合液。

在本步骤中,纳米金属线墨水也即将纳米金属线加入常用溶剂所形成的纳米金属线悬浊液,其中,常用溶剂可以是去离子水、醇类(例如甲醇、乙醇、异丙醇)、苯类(例如甲苯)等,本发明实施例对此不作具体限定。

可以在纳米金属线墨水中添加例如聚甲基丙烯酸五溴苯酯等高折射率聚合物222,形成纳米金属线混合液。

可选地,在本步骤之前或之后,该方法还可以包括以下步骤:在纳米金属线墨水中添加金属氧化物纳米颗粒、高原子数单体和高原子数聚合物中的至少一种。金属氧化物纳米颗粒、高原子数单体和高原子数聚合物此类的物质可以提高纳米金属线的导通率,从而能够提高触控层的触控感应能力。

步骤602:将所述纳米金属线混合液涂覆在第二基材层上,形成纳米金属线涂层。

本发明实施例中,在一种可选的实现方式中,参照图7,可以将制备好的纳米金属线混合液涂覆在第二基材层23上,从而形成纳米金属线涂层01。其中,涂覆纳米金属线混合液的方式不限于辊涂、狭缝涂覆、旋涂、喷涂等,本发明实施例对此不作具体限定。

在第二种可选的实现方式中,参照图8,本步骤具体可以包括以下步骤:通过第二压板在第二基材层23上压合形成多个第二微结构231;将所述纳米金属线混合液涂覆在所述第二基材层23上,形成包括多个第二聚光结构224的纳米金属线涂层01;所述第二聚光结构224与所述第二微结构231的形状相匹配。

其中,第二压板包括多个与第二微结构231的形状相匹配的微结构。参照图8,例如第二微结构231可以为半球形凹面结构,相应地,第二压板上的微结构具体可以为与半球形凹面结构的形状相匹配的半球形凸面结构。在具体应用时,可以通过第二压板在第二基材层23上进行压合,其中,第二压板形成有第一压板结构的一面与第二基材层23接触,从而可以在第二基材层23上形成多个第二微结构231。可选地,之后还可以对形成有多个第二微结构231的第二基材层23进行固化处理,以加速第二微结构231的定型。然后,参照图9,可以将制备好的纳米金属线混合液涂覆在形成有多个第二微结构231的第二基材层23上,形成包括多个第二聚光结构224的纳米金属线涂层01。

进一步可选地,第一压板结构表面可以事先进行镜面高光处理,从而可以使第二微结构231的表面更加光滑,进而减弱触控层的漫反射。在实际应用时,第二压板上的第一压板结构可以通过纳米蚀刻等工艺进行加工制作,本发明实施例对对于第一压板结构的制作工艺不作具体限定。

也即是在一种实现方式中,第二基材层23上未形成有第二微结构231,相应地,纳米金属线涂层01的下表面也不会形成有第二聚光结构224。而在第二种实现方式中,第二基材层23上形成有第二微结构231,相应地,纳米金属线涂层01的下表面也形成有第二聚光结构224。

通过在纳米金属线涂层上方或者下方设计立体的聚光微结构,能够增加纳米金属线涂层的表面积及体积,其中起作用的纳米金属线数量也会相应增多,从而能够得到导电能力更强的触控层电极,提升触控层的导电能力。

另外,在本发明实施例中,对于纳米金属线涂层01的厚度也没有较高的要求,可以根据期望目的而或薄或厚的制定需要的厚度。

步骤603:对所述纳米金属线涂层进行固化处理。

在本步骤中,可以对纳米金属线涂层01进行固化处理,其中,固化处理的方式不限于UV(紫外线)固化、红外固化、加温固化等,本发明实施例对此不作具体限定。

可选地,参照图10或图11,本步骤还可以通过以下方式实现,包括:通过第一压板02在所述纳米金属线涂层01上压合形成多个第一聚光结构223,以及在所述第一压板02的压合过程中,对所述纳米金属线涂层01进行固化处理。

其中,图12示出了一种第一压板02的示意图,参照图12,第一压板02包括多个与第一聚光结构223的形状相匹配的第二压板结构021。参照图8,例如第一聚光结构223可以为半球形凸面结构,相应地,第二压板02上的第二压板结构021具体可以为与半球形凸面结构的形状相匹配的半球形凹面结构。在具体应用时,可以通过第一压板02在纳米金属线涂层01上进行压合,其中,第二压板02形成有第二压板结构021的一面与纳米金属线涂层01接触,从而可以在纳米金属线涂层01上形成多个第一聚光结构223。在通过第一压板02进行压合的同时,可以对纳米金属线涂层01进行固化处理,例如采用图10所示的紫外灯03进行UV固化,待固化完成,移除上方的第一压板02,如图13所示。

进一步可选地,第二压板结构021的表面可以事先进行镜面高光处理,从而可以使第一聚光结构223的表面更加光滑,进而减弱触控层的漫反射。在实际应用时,第一压板上的第二压板结构也可以通过纳米蚀刻等工艺进行加工制作,目的在于得到具有聚光作用的立体结构层,也即第一聚光结构,本发明实施例对于第二压板结构的制作工艺不作具体限定。

在本发明实施例中,图10示出了仅在纳米金属线涂层的上表面形成聚光结构的情况,图11示出了在纳米金属线涂层的上表面以及下表面均形成聚光结构的情况,当然,也可以如图2所示,在纳米金属线涂层的上表面以及下表面均不设置聚光结构,本发明实施例对此不作具体限定。

步骤604:对固化后的所述纳米金属线涂层进行图案化处理,形成具有触控阵列图案的纳米金属线膜层。

在本步骤中,可以对固化后的纳米金属线涂层进行图案化处理,以在固化后的纳米金属线涂层上形成X方向、Y方向横纵交错的触控阵列图案,从而得到具有触控阵列图案的纳米金属线膜层。

可选地,具体可以通过镭射光刻技术,在固化后的纳米金属线涂层上形成触控阵列图案,本发明实施例对于触控阵列图案的形成工艺不作具体限定。

步骤605:在所述纳米金属线膜层上形成第一基材层,得到触控层。

在本步骤中,可以在纳米金属线膜层上形成第一基材层21,从而得到触控层,如图3或图5所示。

其中,对于纳米金属线膜层的上表面形成有第一聚光结构的情况,第一基材层21在重力作用下,可以填满第一聚光结构之间的空隙,从而第一基材层21靠近纳米金属线膜层的一侧可以形成多个第一微结构211,也即形成类似于第一压板02的第二压板结构的形状。

在本发明实施例中,可以通过在纳米金属线膜层中添加高折射率聚合物,以及微结构压板对纳米金属线涂层的仿形固化,从而实现触控层漫反射光线的消除,如此,无需额外增加触控层的厚度,能够保证触控层较好的柔性弯折和透过率,另外,也无需控制纳米金属线的表面粗糙化程度和数量。

在本发明实施例中,可以在纳米金属线墨水中添加高折射率聚合物,形成纳米金属线混合液,然后将纳米金属线混合液涂覆在第二基材层上,形成纳米金属线涂层,之后对纳米金属线涂层进行固化处理,再对固化后的纳米金属线涂层进行图案化处理,形成具有触控阵列图案的纳米金属线膜层,进而在纳米金属线膜层上形成第一基材层,得到触控层。通过在纳米金属线墨水中添加高折射率聚合物,从而可以对纳米金属线膜层的折射率进行调节,减弱了纳米金属线膜层的漫反射,降低了触控层表面的雾度。

实施例三

本发明实施例还公开了一种触控装置,包括上述触控层。

在本发明实施例中,可以在触控层中位于第一基材层与第二基材层之间的纳米金属线膜层中混合高折射率聚合物,从而可以对纳米金属线膜层的折射率进行调节,减弱了纳米金属线膜层的漫反射,降低了触控层表面的雾度。

对于前述的各方法实施例,为了简单描述,故将其都表述为一系列的动作组合,但是本领域技术人员应该知悉,本发明并不受所描述的动作顺序的限制,因为依据本发明,某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次,本领域技术人员也应该知悉,说明书中所描述的实施例均属于优选实施例,所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

最后,还需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的一种触控层及其制备方法,以及触控装置,进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

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