CN111158521A

CN111158521A - 一种抗干扰触控感应层及基于其的触摸屏

Info

Publication number: CN111158521A
Application number: CN201911393273.6A
Authority: CN
Inventors: 张梓晗; 吕鹏; 任小勇; 刘威; 张运奇
Original assignee: Hefei Vigon Material Technologies Co ltd
Current assignee: Hefei Vigon Material Technologies Co ltd
Priority date: 2019-12-30
Filing date: 2019-12-30
Publication date: 2020-05-15
Anticipated expiration: 2039-12-30
Also published as: CN111158521B

Abstract

本发明公开了一种抗干扰触控感应层及基于其的触摸屏，该触控感应层包括上、下两层的屏蔽层，上层的屏蔽层位于接收层电极的上方、下层的屏蔽层位于发射层电极的下方，因此上屏蔽层比接收层电极更靠近外部干扰源、下屏蔽层比发射层电极更靠近显示模组，可有效屏蔽来自设备自身或来自外部的电磁干扰，抗干扰效果好，从而可有效避免触摸屏的触控失灵或失效问题，使触摸屏可保持正常工作。本发明通过压模模具提供的凸起差来切断纳米银线透明导电膜，一体化成型为电极层和屏蔽层，制作简单良率高且不增加额外的加工步骤。

Description

一种抗干扰触控感应层及基于其的触摸屏

技术领域

本发明属于触摸屏领域，具体涉及一种抗干扰触控感应层及基于其的触摸屏。

背景技术

常用的触摸屏结构为互电容结构，即有两层触摸电极结构，分别为：数据接收层和数据发射层。目前的触摸屏在实际使用中，抗干扰能力差，数据在发射的过程中常因内部和外部的诸多干扰而使接收信号出现异常，导致触控失灵的现象，严重时还会导致触控失效。内部干扰如由于显示模组与触摸屏之间的距离很近，显示模组产生的电磁信号会干扰到触摸屏的接受信号；外部干扰如强磁场场景等。触控失灵甚至触控失效的时有发生会造成用户较差的体验感，因此这一问题亟待解决。

发明内容

基于上述现有技术所存在的不足之处，本发明提供了一种抗干扰触控感应层及基于其的触摸屏，旨在解决现有电容式触摸屏在使用过程中容易受到来自设备自身或来自外部的电磁干扰的问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明首先公开了一种抗干扰触控感应层的制作方法，所述触控感应层包括接收层和发射层，其特点在于，包括如下步骤：

1)、所述接收层按如下步骤进行制作：

步骤11、设置接收层压模模具，所述接收层压模模具包括基板，在所述基板的下方设置有若干高度为H₁的凸台，所述凸台的纵剖面呈矩形、横断面与所需接收层的电极图案相匹配；

步骤12、将厚度为h₁的纳米银线透明导电膜转移到OCA光学胶的表面；

步骤13、将步骤11的接收层压模模具放置在步骤12纳米银线透明导电膜的正上方，然后下压，使位于凸台正下方的纳米银线透明导电膜被压入OCA光学胶的内部，从而使纳米银线透明导电膜被分为不接触的两部分：位于OCA光学胶表面的部分即为接收层的屏蔽层，位于OCA光学胶内部的部分即为接收层的电极层；

令下压高度为t₁，则h₁<t₁<H₁；

步骤14、下压后，从OCA光学胶的底面进行UV照射，使OCA光学胶固化，以防止OCA光学胶反弹；然后取下压模模具，获得接收层；

2)、所述发射层按如下步骤进行制作：

步骤21、设置发射层压模模具，所述发射层压模模具包括基板，在所述基板的下方设置有若干高度为H₂的凸台，所述凸台的纵剖面呈矩形、横断面与所需发射层的屏蔽层图案相匹配；

步骤22、将厚度为h₂的纳米银线透明导电膜转移到OCA光学胶的表面；

步骤23、将步骤21的发射层压模模具放置在步骤22纳米银线透明导电膜的正上方，然后下压，使位于凸台正下方的纳米银线透明导电膜被压入OCA光学胶的内部，从而使纳米银线透明导电膜被分为不接触的两部分：位于OCA光学胶表面的部分即为发射层的电极层，位于OCA光学胶内部的部分即为发射层的屏蔽层；

令下压高度为t₂，则h₂<t₂<H₂；

步骤24、下压后，从OCA光学胶的底面进行UV照射，使OCA光学胶固化，以防止OCA光学胶反弹；然后取下压模模具，获得发射层；

3)将所述接收层和所述发射层通过OCA光学胶粘合，即获得抗干扰触控感应层。

进一步地，步骤12与步骤22的具体方法为：设置带有缓冲涂层的基膜；在所述带有缓冲涂层的基膜上涂布纳米银线导电墨水并烘干，形成纳米银线导电层；然后在纳米银线导电层上涂布OC溶液并烘干、UV固化，以进行保护，获得待转移的纳米银线透明导电膜；在所述待转移的纳米银线透明导电膜的表面贴合OCA光学胶，然后撕掉带有缓冲涂层的基膜，即将纳米银线透明导电膜转移到了OCA光学胶的表面。具体的，所述缓冲涂层的配方、所述带有缓冲涂层的基膜的制备方法、OCA光学胶的配方及具体的转移方法，参见申请人已申报专利：

1、申请号为2019111361542，发明名称为“一种纳米银线透明导电膜专用柔性透明光学胶及其制备方法”，该专利中的纳米银线透明导电膜专用柔性透明光学胶即为本申请所述的OCA光学胶。

2、申请号为2019111485051，发明名称为“一种用于转移纳米银线导电层的缓冲涂层及其转移方法”。

进一步地，步骤13与步骤23中，压模模具的下压速度为0.01-0.1mm/s。

进一步地，步骤14与步骤24中，所述UV照射的条件为：能量800-1000mJ/cm²，时间7-15min。

压模模具的下压高度大于纳米银线透明导电膜的厚度、小于OCA光学胶的厚度，同时在下压后进行UV照射以防止OCA光学胶反弹，以充分保证下压后接收层和发射层的电极层与非电极层(屏蔽层)完全不接触。上述方式可以有效的避免电极短路的发生。

压模模具的下压高度小于凸台的高度，即凸台不完全下压，可以避免下压后压模模具基板与纳米银线透明导电膜接触而损坏导电膜。

上述接收层压模模具和发射层压模模具的凸台高度设为H₁和H₂、纳米银线透明导电膜的厚度设为h₁和h₂，是为便于理解，可按需设置，无具体数值的要求，设定原则为可以保证h₁<t₁<H₁、h₂<t₂<H₂。

压模模具的材质采用可切断纳米银线透明导电膜的任意材质，优选为铝合金。

本发明还公开了所述制作方法所获得的抗干扰触控感应层，其接收层电极上方和发射层电极下方皆设置有由纳米银线透明导电膜形成的屏蔽层，从而起到抗干扰效果。

本发明进一步公开了一种触摸屏，所述触摸屏的触控感应层为上述的抗干扰触控感应层。

与已有技术相比，本发明的有益效果体现在：

1、本发明触摸屏的触控感应层包括上、下两层的屏蔽层，上层的屏蔽层位于接收层电极的上方、下层的屏蔽层位于发射层电极的下方，因此上屏蔽层比接收层电极更靠近外部干扰源、下屏蔽层比发射层电极更靠近显示模组，可有效屏蔽来自设备自身或来自外部的电磁干扰，抗干扰效果好，从而可有效避免触摸屏的触控失灵或失效问题，使触摸屏可保持正常工作。

2、本发明通过压模模具提供的凸起差来切断纳米银线透明导电膜，一体化成型为电极层和屏蔽层，制作简单良率高且不增加额外的加工步骤。

3、此外，目前对纳米银线透明导电膜进行电极图案化处理，形成纳米银线触控电极的方式主要为激光干刻，即利用激光将线路雕刻出来，光束直径在25-35μm。因此，经激光干刻制得的电极图案线间距通常在25-35μm，这部分非电极区由于纳米银线的缺失造成雾度、透过率、色度等光学性质与电极区不同，从而造成人眼可明显识别的蚀刻痕。如果将此透明导电膜直接应用在显示屏中，会降低触摸屏视觉效果。本发明利用压模模具通过物理压切的方式来切断纳米银线透明导电膜，从而形成触控感应层的电极层与屏蔽层(非电极区)，且两层存在图案互补的纳米银线导电膜，纳米银线在整个区域是完全无缺失的，可以保证触控电极的整个膜面不会有任何色差，因此不会存在蚀刻痕。

附图说明

图1为本发明将纳米银线透明导电膜转移到OCA光学胶表面的流程示意图；

图2为本发明通过压模模具制作接收层或发射层的示意图；

图3为本发明所获得的接收层的示意图；

图4为本发明所获得的发射层的示意图；

图5为本发明所获得的抗干扰触控感应层的示意图。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

下述实施例，将纳米银线透明导电膜转移到OCA光学胶的表面，获得以OCA光学胶为基底的柔性纳米银线透明导电膜的具体方式为：

1、纳米银线导电墨水配方如下：

具体配制方法为：

a、将氧化石墨烯XF004L(厚度0.8-1.2nm，片径0.5-5μm，先丰纳米)加入水中，超声分散均匀，获得浓度为10mg/mL的氧化石墨烯的水溶液，并倒入密闭烧瓶中，使用烘箱在210℃处理15h，然后冷却、离心，所得沉淀物干燥后，获得厚度≤1nm、片径≤10nm的石墨烯量子点。

b、将去离子水、石墨烯量子点、纳米银线WJAG1(线径20nm，长径比1000-2000，合肥微晶材料科技有限公司)依次加入分散缸，并以500r/min速度搅拌30min，使纳米银线表面和石墨烯量子点之间通过配位作用充分结合；

c、将羟乙基纤维素加入上述溶液，并以500r/min速度搅拌30min，制得纳米银线导电墨水。

2、OC溶液配方如下：

具体配制方法为：黄光、无尘环境下，将溶剂、树脂、光引发剂、流平剂依次加入分散缸，以1000r/min速度机械搅拌30min，制得混合均匀的OC溶液。

3、OCA光学胶的配置方法如下：

首先，合成聚氨酯丙烯酸预聚物，具体包括如下步骤：

(a)原料脱水：对PEG-1000、聚醚三元醇聚氧化丙烯三醇-600、1,6-六亚甲基二异氰酸酯及丙烯酸羟乙酯进行高温抽真空脱水处理，处理条件为：温度100℃，真空度0.1MPa，时间2h。

(b)多元醇和异氰酸酯反应：在N₂保护环境下，将上述脱水后的5.5mol的1,6-六亚甲基二异氰酸酯加入烧瓶中，以500r/min的速度机械搅拌，同时缓慢加热至60℃，然后将脱水处理后的3.64mol的PEG-1000和0.91mol的聚醚三元醇聚氧化丙烯三醇-600的混合溶液匀速滴加到烧瓶中，滴加时间2h；滴加完成后继续保温搅拌反应，每隔0.5h滴定一次-NCO值，直到-NCO含量达到理论值并保持不变，停止反应，得到第一步产物；

(c)接双键反应：将第一步产物保持原来的机械搅拌速度，反应温度升高至80℃，加入10g的对羟基苯甲醚，再将脱水处理后的1.1mol的丙烯酸羟乙酯匀速滴加到烧瓶中，滴加时间1h；滴加完成后继续保温搅拌反应，然后每隔0.5h滴定一次-NCO值，直到-NCO含量为0，反应结束，冷却至室温出料，得到聚氨酯丙烯酸预聚体。

其次，制备柔性透明光学胶，具体包括如下步骤：

(1)黄光、无尘环境下，90gHDDA、10gTMP(EO)₉DA、750g聚氨酯丙烯酸预聚物、90gPiccotac1095-N，依次加入分散缸，机械搅拌，分散均匀；然后依次加入5g光稳定剂292、5g抗氧剂1024、2.5g UV-328、2.5g UV-531、5g IRA HSYP 03、40g光引发剂754，继续搅拌均匀，获得胶液；

(2)将所得胶液涂布成膜并UV固化(2000mJ/cm²，10s)后，贴合离型膜，最后收卷，即制得柔性透明光学胶，光学胶厚度125μm。制得的光学胶外观无明显脏污、杂质、凝胶、气泡或破损等不良，透光率99.6％、雾度0.2％，与纳米银线导电层之间剥离力大于20N/2.5cm；进行氙灯老化、UV老化、高温高湿等信赖性测试后，其性能无明显下降。

4、缓冲涂层的各组分按质量百分比的构成为：

具体的，本实施例所用高酸值丙烯酸酯为Doublemer270(酸值200-250，双键化工)，所用含氟助剂为FB9474(上海风标化学科技有限公司)，所用活性单体为丙二醇二缩水甘油醚，所用碱性催化剂为三苯基膦，所用光引发剂为光引发剂BDK，所用溶剂由乙酸乙酯、异丁醇和环己醇按质量比1:1:1构成。

5、基于上述缓冲涂层，制作一种带有缓冲涂层的基膜，包括如下步骤：

(1)将溶剂、高酸值丙烯酸酯、含氟助剂、活性单体、碱性催化剂、光引发剂依次加入分散缸中，以1000r/min速度机械搅拌30min，混合均匀，制得缓冲涂层用涂布液；

(2)对PET基膜进行N₂氛plasma处理，具体条件为：N₂流量100sccm，负压20Pa，功率400W，处理时间15s；

(3)将缓冲涂层用涂布液均匀涂布在处理后的基膜表面，再依次进行热固化(140℃热烘固化4min)和UV固化(1000mJ/cm²下固化5s)，即获得带有缓冲涂层的基膜。

6、如图1所示，基于上述带有缓冲涂层的基膜，提供一种纳米银线导电层的转移方法，包括如下步骤：

(1)在带有缓冲涂层的基膜上涂布纳米银线导电墨水并130℃烘干2min，形成纳米银线导电层；然后在纳米银线导电层上涂布OC溶液，120℃烘干1min后，以500mJ/cm²能量UV固化10s，以进行保护，获得待转移的纳米银线透明导电膜(指含OC保护层的导电层，其厚度～200nm)；

(2)在待转移的纳米银线透明导电膜的表面贴合OCA光学胶，然后撕掉带有缓冲涂层的基膜，即将纳米银线导电膜转移到了OCA光学胶的表面，制得以OCA光学胶为基底的柔性纳米银线透明导电膜，其性能参数为：方阻28Ω/□；透光率96％；雾度0.8％；耐弯曲半径(弯曲100k，电阻变化率小于5％)＜0.5mm；氙灯老化(290-1000nm，1000W/m²，电阻变化率≤10％)＞960h；UV老化(3W/m²，电阻变化率≤10％)＞960h；高温高湿(85％hr/85℃，电阻变化率≤10％)＞720h。

实施例1

如图2所示，本实施例抗干扰触控感应层的制作方法为：

1)、接收层按如下步骤进行制作：

步骤11、设置接收层压模模具，接收层压模模具包括基板，在基板的下方设置有若干凸台，凸台的纵剖面呈矩形、横断面与所需接收层的电极图案相匹配；具体参数为：凸台高度为100μm、宽为2mm，相邻矩形间的间距为4.5mm。

步骤12、取上述制作的以OCA光学胶为基底的柔性纳米银线透明导电膜。

步骤13、将步骤11的接收层压模模具放置在步骤12纳米银线透明导电膜的正上方，然后下压，使位于凸台正下方的纳米银线透明导电膜被压入OCA光学胶的内部，从而使纳米银线透明导电膜被分为不接触的两部分：位于OCA光学胶表面的部分即为接收层的屏蔽层，位于OCA光学胶内部的部分即为接收层的电极层；下压高度为2μm。

步骤14、下压后，从OCA光学胶的底面进行UV照射(能量1000mJ/cm²，时间10min)，使OCA光学胶固化，以防止OCA光学胶反弹；然后取下压模模具，获得接收层，其结构如图3所示。

2)、发射层按如下步骤进行制作：

步骤21、设置发射层压模模具，发射层压模模具包括基板，在基板的下方设置有若干凸台，凸台的纵剖面呈矩形、横断面与所需发射层的屏蔽层图案相匹配；具体参数为：凸台高度为100μm，宽为2mm，相邻矩形间的间距为4.5mm。

步骤22、取上述制作的以OCA光学胶为基底的柔性纳米银线透明导电膜。

步骤23、将步骤21的发射层压模模具放置在步骤22纳米银线透明导电膜的正上方，然后下压，使位于凸台正下方的纳米银线透明导电膜被压入OCA光学胶的内部，从而使纳米银线透明导电膜被分为不接触的两部分：位于OCA光学胶表面的部分即为发射层的电极层，位于OCA光学胶内部的部分即为发射层的屏蔽层；下压高度为2μm。

步骤24、下压后，从OCA光学胶的底面进行UV照射，使OCA光学胶固化，以防止OCA光学胶反弹；然后取下压模模具，获得发射层，其结构如图4所示。

3)将接收层和发射层通过OCA光学胶粘合，即获得抗干扰触控感应层，其结构如图5所示。

具体的，本实施例所获得的抗干扰触控感应层，再按照现有工艺和结构绑定FPC、贴合盖板、贴合显示模组后，即形成所需的触摸屏，可有效屏蔽来自设备自身或来自外部的电磁干扰，抗干扰效果好，从而可有效避免触摸屏的触控失灵或失效问题，使触摸屏可保持正常工作。

以上所述仅为本发明的示例性实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种抗干扰触控感应层的制作方法，所述触控感应层包括接收层和发射层，其特征在于，包括如下步骤：

1)、所述接收层按如下步骤进行制作：

令下压高度为t₁，则h₁<t₁<H₁；

2)、所述发射层按如下步骤进行制作：

令下压高度为t₂，则h₂<t₂<H₂；

2.根据权利要求1所述的一种抗干扰触控感应层的制作方法，其特征在于，步骤12与步骤22的具体方法为：

设置带有缓冲涂层的基膜；在所述带有缓冲涂层的基膜上涂布纳米银线导电墨水并烘干，形成纳米银线导电层；然后在纳米银线导电层上涂布OC溶液并烘干、UV固化，以进行保护，获得待转移的纳米银线透明导电膜；

在所述待转移的纳米银线透明导电膜的表面贴合OCA光学胶，然后撕掉带有缓冲涂层的基膜，即将纳米银线透明导电膜转移到了OCA光学胶的表面。

3.根据权利要求1所述的一种抗干扰触控感应层的制作方法，其特征在于：步骤13与步骤23中，压模模具的下压速度为0.01-0.1mm/s。

4.根据权利要求1所述的一种抗干扰触控感应层的制作方法，其特征在于：步骤14与步骤24中，所述UV照射的条件为：能量800-1000mJ/cm²，时间7-15min。

5.一种权利要求1～4中任意一项所述制作方法所获得的抗干扰触控感应层。

6.根据权利要求5所述的抗干扰触控感应层，其特征在于：所述抗干扰触控感应层的接收层电极上方和发射层电极下方皆设置有由纳米银线透明导电膜形成的屏蔽层，从而起到抗干扰效果。

7.一种触摸屏，其特征在于：所述触摸屏的触控感应层为权利要求5或6所述的抗干扰触控感应层。