CN110083279A - 透明导电材料、触控结构及触控装置 - Google Patents

透明导电材料、触控结构及触控装置 Download PDF

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Abstract

一种透明导电材料，其包括：纳米线，相互交叉并彼此电性连接，以及纳米粒子，分散于所述纳米线的周围，用于在所述纳米线断线或分离后，融熔焊接所述纳米线断线或分离的区域，以使所述纳米线断线或分离的区域恢复电性导通。还提供应用该透明导电材料的触控结构及触控装置。

Description

透明导电材料、触控结构及触控装置
技术领域
本发明涉及触控技术领域，尤其涉及一种透明导电材料及应用其的触控结构和触控装置。
背景技术
近年3C产品开始发展出各种曲面、软性等变化多端的外观设计。传统的透明导电材料如氧化铟锡(Indium Tin Oxide，ITO)、氟掺杂的氧化锡(Fluorine-doped tin oxide，FTO)、氧化锌(ZnO)等已无法满足曲面、软性等产品的应用需求。
在曲面、软性等产品中，一般会使用包含有纳米线的透明导电材料作为触控感测层。在该类产品的制备过程中，通常包括将形成有触控感测层的基材经由热塑制程拉伸延展成所需的曲面的步骤。在该步骤中，触控感测层会随基材同时被拉伸。然而，当基材的拉伸率超过一定程度后，触控感测层中的纳米线会出现断裂或分离，使得触控感测层失去导电性。
发明内容
本发明实施例提供一种透明导电材料，其包括：
纳米线，相互交叉并彼此电性连接，以及
纳米粒子，分散于所述纳米线的周围，用于在所述纳米线断线或分离后，融熔焊接所述纳米线断线或分离的区域，以使所述纳米线断线或分离的区域恢复电性导通。
本发明实施例还提供一种触控结构，其包括：
基材；以及
触控感测层，形成于所述基材的表面，用于实现触控感测操作，所述触控感测层采用上述的透明导电材料形成。
本发明实施例还提供一种触控装置，其包括层叠设置的触控结构和显示模组，所述触控结构为上述的触控结构。
本发明实施例提供的透明导电材料，具有自我修补纳米线的功能，当其纳米线断线或分离后，其包含的纳米粒子熔融后，为降低其本身的表面能聚集在纳米线断线或分离的区域，使得所述纳米线断线或分离的区域通过聚集的纳米粒子电性连接，进而恢复电性导通。由于上述透明导电材料具有自我修补纳米线的功能，使得应用其的触控感测层即使发生纳米线断线或分离的现象，也可自修复以恢复电性导通，进而该触控结构可应用于柔性、曲面产品中，该触控装置可为柔性或曲面触控装置。
附图说明
图1为本发明实施例的透明导电材料自我修补的原理示意图。
图2为本发明实施例的触控结构的剖面示意图。
图3为本发明实施例的触控装置的剖面示意图。
主要元件符号说明
纳米线 11、111、112
断线处 C
第一断裂部 111a
第二断裂部 111b
纳米粒子 12
触控结构 20
基材 21
曲面 210
触控感测层 22
触控装置 100
显示模组 30
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
如图1中的(a)图所示，本发明实施例提供的透明导电材料，其包括纳米线11，以及纳米粒子12。纳米线11相互交叉，并在交叉处电性连接，多个纳米粒子12分散于所述纳米线11的周围。该透明导电材料具有柔性好、透过率高、电阻低等优点。
如图1中的(b)图所示，当透明导电材料被拉伸后，其包括的纳米线11可能彼此分离开来，甚至有可能部分纳米线11出现断线。具体地，例如图1中的(b)图的纳米线111在断线处C断裂为第一断裂部111a和第二断裂部111b，且纳米线111与纳米线112的距离变大，而彼此分离开来。
如图1中的(c)图所示，当透明导电材料被拉伸导致纳米线11出现断裂现象后，可将该透明导电材料加热或加压，使纳米粒子12达到熔融的状态，而为了纳米粒子12降低本身的表面能，其趋向于聚集在纳米线11分离或断线处。随着纳米粒子12的聚集，所述纳米线11断线或分离的区域被焊接，进而恢复电性导通，达到修补的作用。具体地，例如图1中的(b)图，在断线处C，纳米线111的第一断裂部111a和第二断裂部111b，通过纳米粒子12被焊接，而重新实现电性连接，且纳米线111与纳米线112之间亦通过纳米粒子12被焊接，而重新实现电性连接。
于一实施例中，所述纳米粒子12的熔点范围为80℃～200℃，对该透明导电材料加热的温度范围可为80℃～200℃。于另一实施例中，也可对该透明导电材料进行加压，以使纳米粒子12达到熔融的状态，其中加压的压强范围可为1Mpa～10Mpa。
于一实施例中，所述纳米线11的材质为纳米银、纳米金、纳米铜、碳纳米管、纳米石墨烯或金属网格等。所述纳米粒子12的直径范围为1nm～50nm。
于一实施例中，所述纳米粒子12可为单一材质的纳米粒子。该单一材质可为单一的金属，例如，银、金、铜、铂、铝等中的一种。于另一实施例中，所述纳米粒子12也可为核壳结构的纳米粒子。例如，核壳结构的纳米粒子12可包括内核和包围所述内核的外壳层。所述内核的材质可为金属，例如银、金、铜、铂、铝等中的一种，所述外壳层的材质为树脂或弹性高分子。
如图2所示，本发明实施例提供的触控结构20，其包括基材21以及形成于所述基材21的表面用于实现触控感测操作的触控感测层22，所述触控感测层22采用上述的透明导电材料形成。
由于上述透明导电材料具有自我修补纳米线11的功能，使得应用其的触控感测层22具有较佳的拉伸性能，进而使得触控结构20可应用于曲面、柔性触控装置中。
于一实施例中，基材21为软性基材，其具有较佳的可拉伸性能和可弯折性能。例如，基材21的材质可以为聚对苯二甲酸(Poly Ethylene Terephthalate,PET)、聚甲基丙烯酸甲酯(Poly Methylmethacrylate,PMMA)、聚碳酸酯(Poly Carbonate,PC)、环烯烃聚合物(Cyclo Olefin Polymer,COP)、三醋酸纤维素(Triacetate Cellulose,TAC)或聚酰亚胺(polyimide，PI)等。由于上述透明导电材料具有自我修补纳米线11的功能，使得应用其的触控感测层22即使随软性基材21拉伸后，发生纳米线11断线或分离的现象，也可自修复以恢复电性导通。
于另一实施例中，所述基材21具有至少一曲面210(如图3所示)，所述触控感测层22形成于所述曲面210上。由于上述透明导电材料具有自我修补纳米线11的功能，使得应用其的触控感测层22具有较佳的拉伸性能，即使随基材21的曲面210拉伸后，发生纳米线11断线或分离的现象，也可自修复以恢复电性导通。具体地，所述曲面210可为一直线面或曲线曲面(曲线面)。直线面可为一直线沿曲线运动形成的曲面，直线即为曲面的母线；曲线曲面为一曲线沿一直线或曲线运动形成的曲面，如二次曲面210或自由曲面，曲线即为曲面的母线。
于一实施例中，触控感测层22包括图案化形成的多个触控电极(图未示)，多个触控电极形成单层自容式触控感测结构。当基材21远离触控感测层22的表面上有导电物体(例如手指)触摸时，该区域的电容感应信号出现差异，其中该电容感应信号经处理，换算即可得到触控点的相对位置。
于另一实施例中，触控感测层22包括图案化形成的多个触控驱动电极(图未示)和多个触控感应电极(图未示)。其中多个触控驱动电极和多个触控感应电极形成单层互容式触控感测结构。当基材21远离触控感测层22的表面上有导电物体(例如手指)触摸时，对应触摸点附近的触控驱动电极和触控感应电极之间的电容耦合将会受到影响，导致与互容相关的感应信号(例如电压值)发生变化，进而可计算出每一个触摸点的坐标。
触控感测层22的具体结构不受限，可以为现有的任何一种触感感测结构，可以为单层结构也可为双层结构，可为自容式控感测结构也可为互容式控感测结构。
如图3所示，本发明实施例提供的触控装置100，包括层叠设置的触控结构20和显示模组30。该触控装置100为可折叠的柔性触控装置，或者为具有弯曲表面的曲面触控装置。
于一实施例中，显示模组30可以为具有可挠性的柔性显示模组，以满足其贴附在具有弯曲表面的基材21上的要求。例如，显示模组30可以为有机发光二极管(OrganicLight Emitting Diode，OLED)显示模组。于其他实施例中，显示模组30还可以为液晶显示模组或微型LED(Light Emitting Diode)显示模组等。
于一实施例中，触控装置100可以为手机，也可以为平板电脑、智能穿戴设备(如智能手表)等。
以上实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种透明导电材料，其特征在于，包括：
纳米线，相互交叉并彼此电性连接，以及
纳米粒子，分散于所述纳米线的周围，用于在所述纳米线断线或分离后，融熔焊接所述纳米线断线或分离的区域，以使所述纳米线断线或分离的区域恢复电性导通。
2.如权利要求1所述的透明导电材料，其特征在于，所述纳米粒子的熔点范围为80℃～200℃。
3.如权利要求1所述的透明导电材料，其特征在于，所述纳米粒子的直径范围为1nm～50nm。
4.如权利要求1所述的透明导电材料，其特征在于，在压强范围为1Mpa～10Mpa的条件下，所述纳米粒子融熔焊接所述纳米线断线或分离的区域，以使所述纳米线恢复电性导通。
5.如权利要求1所述的透明导电材料，其特征在于，所述纳米粒子由单一金属构成。
6.如权利要求1所述的透明导电材料，其特征在于，所述纳米粒子包括内核和包裹所述内核的外壳，所述内核的材质为金属，所述外壳的材质为树脂或弹性高分子。
7.一种触控结构，其特征在于，包括：
基材；以及
触控感测层，形成于所述基材的表面，用于实现触控感测操作，所述触控感测层采用如权利要求1至6中任意一项所述的透明导电材料形成。
8.如权利要求7所述的触控结构，其特征在于，所述基材为软性基材。
9.如权利要求7所述的触控结构，其特征在于，所述基材具有至少一曲面，所述触控感测层形成于所述曲面上。
10.一种触控装置，包括层叠设置的触控结构和显示模组，其特征在于，所述触控结构为如权利要求7至9中任意一项所述的触控结构。
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