CN101620484B - 一种导电板及包括该导电板的触摸屏 - Google Patents
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Abstract
一种导电板，该导电板包括透明基底、透明导电层和位于所述透明基底的一个表面和所述透明导电层之间的防反射层，其中，该导电板还包括位于所述透明基底的另一个表面上的固化树脂层，所述固化树脂层包括第一固化树脂层和第二固化树脂层，第一固化树脂层位于所述透明基底和第二固化树脂层之间，第二固化树脂层的弹性大于第一固化树脂层。一种电子产品的触摸屏，其特征在于，该触摸屏包括本发明提供的导电板。本发明的导电板通过在基底表面添加两层固化树脂层，可以使其不但耐擦伤，而且能够提高其柔韧性，从而可以提高用该导电板制成的触摸屏的耐久性和打点特性。
Description
发明内容
本发明涉及一种导电板及包括该导电板的触摸屏。
背景技术
目前，触摸屏的使用越来越广泛，涉及到手机、车载显示、计算机、数码相机、MP3、MP4等多种电子产品。广泛用作透明触摸屏面板的电阻式触摸屏是由形成有透明导电板的两片透明电极基板相向配置构成的，透明导电板表面之间只是在施加外力的部分互相接触发挥作用，显示文字或图形。
但是，使用有机高分子基材的透明导电板，由于基材表面的光反射率大，存在透光性差的问题。
CN 1955762A中公开了一种具有防反射功能的光学薄膜及其制造方法，该光学薄膜具有配置在透光性基底材料上的防反射层，该防反射层由硬涂层和低折射率层构成，所述硬涂层为含有导电性金属氧化物的固化树脂层，所述低折射率层为含有二氧化硅或氟化镁微粒的固化树脂层。该光学薄膜虽然在一定程度上提高了透光性，但是其耐擦伤性和柔韧性差，导致制成的触摸屏的可靠性低，使用寿命短。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中导电板的耐擦伤性和柔韧性差的缺点，提供一种耐擦伤性和柔韧性好的导电板。
本发明的另一个目的在于提供一种使用该导电板制成的触摸屏。
本发明提供了一种导电板，该导电板包括透明基底、透明导电层和位于所述透明基底的一个表面和所述透明导电层之间的防反射层，其中，该导电板还包括位于所述透明基底的另一个表面上的固化树脂层，所述固化树脂层包括第一固化树脂层和第二固化树脂层，第一固化树脂层位于所述透明基底和第二固化树脂层之间，第二固化树脂层的弹性大于第一固化树脂层。
本发明还提供了一种电子产品的触摸屏，其中，该触摸屏包括本发明提供的导电板。
本发明的导电板通过在基底表面添加两层固化树脂层，可以使其不但耐擦伤，而且能够提高其柔韧性，从而可以提高用该导电板制成的电子产品的触摸屏的耐久性和打点特性。
附图说明
图1为本发明提供的导电板的截面示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明提供的导电板包括透明基底10、位于该透明基底的一个表面上的防反射层40和位于该防反射层上的透明导电层20，其中，该导电板还包括位于所述透明基底的另一个表面上的固化树脂层50，所述固化树脂层50包括位于所述透明基底10上的第一固化树脂层51和位于该第一固化树脂层51上的第二固化树脂层52，且第二固化树脂层52的弹性高于第一固化树脂层51。
所述第一固化树脂层的厚度可以为0.5-30微米，优选为1-20微米，所述第二固化树脂层的厚度可以为1-50微米，优选为2-30微米，第二固化树脂层与第一固化树脂层的厚度比可以为0.2-10∶1，优选为0.5-3∶1。采用厚度以及厚度比在上述范围内的第一固化树脂层和第二固化树脂层可以更好地提高导电板的耐擦伤性和柔韧性。
所述第一固化树脂层和第二固化树脂层可以为任何透明的固化树脂层，只要使第二固化树脂层的弹性大于第一固化树脂层即可。例如，第一固化树脂层的材料可以为丙烯酸酯树脂、合成橡胶、有机硅烷热固化树脂和三聚氰胺热固化树脂中的一种或几种；第二固化树脂层的材料可以为醇酸树脂、增韧环氧树脂、酰胺树脂和酚树脂中的一种或几种。
所述固化树脂层的形成方法没有特别限制，可以使用例如涂敷法、旋涂法、凹版印刷涂或喷涂法。
所述透明基底的材料可以为任何常规用作导电板基底的透明聚合物材料，例如，可以为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、聚乙烯、聚丙烯、聚酰亚胺、聚苯乙烯、聚乙烯醇中的一种或几种，所述透明基底的厚度可以为50-300微米，优选为70-200微米。
所述防反射层是通过光学干涉的原理来提高该导电板的透光率。它包括第一光学层和第二光学层，该第一光学层位于所述透明基底上，第二光学层位于第一光学层上；第一光学层的折射率大于第二光学层的折射率；第一光学层和第二光学层的厚度可以各自独立地为5-250纳米，优选情况下，第一光学层和第二光学层的厚度比为0.1-10∶1。更优选情况下，第一光学层的厚度为10-200纳米，第二光学层的厚度为10-150纳米，第一光学层和第二光学层的厚度比为0.4-4∶1。采用厚度以及厚度比在上述范围内的第一光学层和第二光学层可以更好地提高导电板的透光率。
所述第一光学层的材料可以为任何能够用于导电板的折射率大于1.6的材料，例如，可以为Y2O3、TiO2、ZrO2、In2O3、Nb2O5中的一种或几种；所述第二光学层的材料可以为任何能够用于导电板的折射率低于1.5的材料，例如，可以为SiO2、MgF2、LiF、CaF2中的一种或几种。本发明的发明人意外地发现，当所述第一光学层的材料为Nb2O5并且所述第二光学层的材料为SiO2时，导电板的透光率特别高，因此优选情况下，所述第一光学层的材料为Nb2O5，所述第二光学层的材料为SiO2。
在透明基底上附着所述第一光学层的方法可以为常规的附着金属氧化物的方法，本发明没有特别限定，例如，可以为化学气相沉积法(CVD)、真空蒸镀法、溅射法和离子束沉积法中的一种或几种。
在第一光学层上附着所述第二光学层的方法可以为真空蒸镀法和/或溅射法。
根据本发明提供的导电板，在制作过程中，可以先在基底的一个表面上形成防反射层，然后在另一个表面上形成固化树脂层；也可以先在基底的一个表面上形成固化树脂层，然后在另一个表面上形成防反射层。为了防止后续步骤对固化树脂层的影响，优选情况下，先在基底上形成防反射层，然后在另一个表面上形成固化树脂层。
根据本发明提供的导电板，所述透明导电层的材料可以为铟锡氧化物(ITO)、铝锌氧化物(AZO)、镓锌氧化物(GZO)和铟锌氧化物(IZO)中的一种或几种，优选为ITO。该透明导电层的厚度可以为5-200纳米，优选为10-150纳米。在防反射层表面附着所述透明导电层的方法真空蒸镀法和/或溅射法。
如图1所示，根据本发明提供的导电板，该导电板还可以包括位于所述第二固化树脂层表面上的防污层30。该防污层可以使导电板在用作触摸屏时具有更好的防污染性能和滑动性。所述防污层的材料可以为丙烯酸树脂、氟树脂、硅酮树脂和聚氨酯树脂中的一种或几种。
本发明还提供了一种电子产品的触摸屏，该触摸屏包括本发明提供的导电板。该触摸屏的结构为本领域技术人员公知。例如，该触摸屏可以包括一对具有导电层的导电板，通过隔离点以导电层相对的方式设置。其中，将本发明提供的导电板用作接触按压的上表面导电板，另一个导电板可以使用本发明提供的导电板，也可以使用带有导电层的其他导电板。按压触摸屏的上表面时，上下两个导电板的导电层彼此接触，电路处于导通状态；按压取消时，电路断开。
下面，将通过实施例对本发明进行更详细的说明。
实施例1
本实施例用于说明本发明导电板的制作。
(一)形成Nb2O5层(第一光学层)
取尺寸为5厘米×10厘米×120微米的PET(Aica Kogyo Co，Ltd，透光率为91％)板作为基底，采用磁控溅射离子镀设备(多弧-磁控溅射离子镀膜机，北京北仪创新真空技术有限责任公司制造，型号为JP-700)。将该基底放在磁控溅射离子镀设备的真空室内的工件架上，启动真空泵抽真空，在真空室内真空度达到4×10-3帕时，充入氩气和氧气(氩气∶氧气体积比为4∶1)，使真空室内的绝对压力为0.3帕，并将真空室内的温度调至50℃。启动施加在磁控靶(靶材为99.9％的金属铌)上的直流电源(电压为450V，电流为15A)，在基底的一个表面形成厚度为100nm的Nb2O5层。
(二)形成SiO2层(第二光学层)
将步骤(一)得到的附着有Nb2O5层的基底放在磁控溅射离子镀设备的真空室内的工件架上，启动真空泵抽真空，在真空室内真空度达到4×10-3帕时，充入氩气和氧气(氩气∶氧气体积比为4∶1)，使真空室内的绝对压力为0.3帕，并将真空室内的温度调至50℃。启动施加在磁控靶(靶材为有机硅靶)上的中频电源(功率为10KW，40KHz)，在基底的具有Nb2O5层的表面形成厚度为20nm的SiO2层。
(三)形成环氧改性丙烯酸酯树脂层(第一固化树脂层)
将15克环氧丙烯酸树脂溶于10毫升N-乙烯基吡咯烷酮中，添加5克三羟甲基丙烷三丙烯酸酯作为活性稀释剂和0.4克二苯甲酮和0.08克安息香双甲醚作为光引发剂，搅拌均匀形成涂料。将该涂料均匀地涂布在步骤(二)得到的附着有防反射层的基底的另一个表面，用UV光照射，使该涂层固化。用测微式厚度计测得涂层的厚度为5微米。
(四)形成增韧环氧树脂层(第二固化树脂层)
将10克双酚A环氧树脂和1.5克纳米丁苯吡溶于8克甲基四氢苯酐固化剂中，添加0.3克2-甲基-4-乙基咪唑作为固化促进剂，搅拌均匀形成涂料。将该涂料均匀地涂布在步骤(三)得到的板材的附着有第一固化树脂层的表面，在130℃下加热60分钟，使该涂层固化。用测微式厚度计测得涂层的厚度为40微米。
(五)形成ITO层(透明导电层)
将步骤(四)得到的板材放在磁控溅射离子镀设备的真空室内的工件架上，启动真空泵抽真空，在真空室内真空度达到4×10-3帕时，充入氩气和氧气(氩气∶氧气体积比为4∶1)，使真空室内的绝对压力为0.5帕，并将真空室内的温度调至20℃。启动施加在磁控靶(靶材为铟锡比为9∶1的合金靶)上的直流电源(电压为300V，电流为15A)，在板材的具有防反射层的表面形成厚度为50nm的ITO层，将得到的ITO层在150℃热处理1小时。
(六)形成防污层
将24克用γ-氨基丙基三甲氧基硅烷改性过的丙烯酸树脂聚合物(甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和丙烯酸重量比为3∶2∶1的共聚物)溶于40毫升四氢呋喃溶剂中，加入50克正硅酸乙酯在盐酸催化下原位水解，搅拌均匀形成涂料。将该涂料均匀地涂布在步骤(五)得到的板材的附着有固化树脂层的表面，在120℃下加热30分钟，使该涂层固化。制得的导电板记作A1。
实施例2
本实施例用于说明本发明导电板的制作。
按照与实施例1同样的方式制作导电板，不同的是，步骤(三)为形成聚二乙氧基二甲基硅烷树脂层(第一固化树脂层)：将10克二乙氧基二甲基硅烷和15克正硅酸乙酯溶于乙醇中，添加5克乙烯基三甲氧基硅烷作为偶联剂和2-羟基-2甲基-1-苯丙酮作为光引发剂，搅拌均匀反应形成涂料。将该涂料均匀地涂布在步骤(二)得到的附着有防反射层的基底的另一个表面，紫外光照射，使该涂层固化，用测微式厚度计测得涂层的厚度为25微米；且步骤(四)为形成改性酚醛树脂层(第二固化树脂层)：将47克苯酚与13克甲醛混合，添加1.5克丁腈橡胶作为改性剂和1克草酸作为催化剂，搅拌均匀在90℃下预反应60分钟，补加1克硫酸，在90℃下进行回流反应60分钟，然后在100℃真空脱水，形成涂料。将该涂料均匀地涂布在步骤(三)得到的板材的附着有第一固化树脂层的表面，加热到120℃，使该涂层固化，用测微式厚度计测得涂层的厚度为10微米。制得的导电板记作A2。
实施例3
本实施例用于说明本发明导电板的制作。
(一)形成Y2O3层(第一光学层)
取尺寸为5厘米×10厘米×120微米的PC(Aica Kogyo Co，Ltd，透光率为90％)板作为基底，采用磁控溅射离子镀设备(多弧-磁控溅射离子镀膜机，北京北仪创新真空技术有限责任公司制造，型号为JP-700)。将该基底放在磁控溅射离子镀设备的真空室内的工件架上，启动真空泵抽真空，在真空室内真空度达到4×10-3帕时，充入氩气和氧气(氩气∶氧气体积比为4∶1)，使真空室内的绝对压力为0.3帕，并将真空室内的温度调至50℃。启动施加在磁控靶(靶材为99.9％的金属钇)上的中频电源(功率为10KW，40KHz)，在基底的一个表面形成厚度为30nm的Y2O3层。
(二)形成MgF2层(第二光学层)
将步骤(一)得到的附着有Y2O3层的基底放在磁控溅射离子镀设备的真空室内的工件架上，启动真空泵抽真空，在真空室内真空度达到4×10-3帕时，充入氩气，使真空室内的绝对压力为0.3帕，并将真空室内的温度调至50℃。启动施加在磁控靶(靶材为氟化镁)上的中频电源(功率为10KW，40KHz)，在基底的具有Y2O3层的表面形成厚度为80nm的MgF2层。
(三)形成三聚氰胺甲醛树脂层(第一固化树脂层)
将40克三聚氰胺溶于30克甲醛中，加入氢氧化钠调节体系pH＝8.5，搅拌下在水浴温度90℃反应1.5小时后，加入15克聚乙烯醇继续反应1小时，固化形成涂料。将该涂料均匀地涂布在步骤(二)得到的附着有防反射层的基底的另一个表面，加热到135℃使该涂层固化，用测微式厚度计测得涂层的厚度为15微米。
(四)形成丙烯酸聚氨酯酰胺树脂层(第二固化树脂层)
将20克丙烯酸聚氨酯酰胺树脂加热熔融，加入10克丙烯酸羟乙酯做稀释剂和1克二苯甲酮作为光引发剂，搅拌均匀形成涂料。将该涂料均匀地涂布在步骤(三)得到的板材的附着有第一固化树脂层的表面，紫外光照射，使该涂层固化，用测微式厚度计测得涂层的厚度为15微米。
(五)形成GZO层(透明导电层)
将步骤(四)得到的板材放在磁控溅射离子镀设备的真空室内的工件架上，启动真空泵抽真空，在真空室内真空度达到4×10-3帕时，充入氩气和氧气(氩气∶氧气体积比为4∶1)，使真空室内的绝对压力为0.5帕，并将真空室内的温度调至50℃。启动施加在磁控靶(靶材为氧化镓与氧化锌的质量比为7∶93的掺镓氧化锌陶瓷靶)上的中频电源(功率为10KW，频率为40KHz)，在板材的具有防反射层的表面形成厚度为50nm的GZO层，将得到的GZO层在150℃热处理1小时。
制得的导电板记作A3。
实施例4
本实施例用于说明本发明导电板的制作。
按照与实施例1同样的方式制作导电板，不同的是，步骤(三)为形成丁腈橡胶(第一固化树脂层)：将20克丁腈橡胶溶于80克甲苯中，添加5克聚异氰酸酯作为固化剂，搅拌均匀形成涂料。将该涂料均匀地涂布在步骤(二)得到的附着有防反射层的基底的另一个表面，加热使该涂层固化，用测微式厚度计测得涂层的厚度为25微米；步骤(四)为形成醇酸树脂(第二固化树脂层)：将40克脂肪油和25克三羟甲基丙烷混合，通氮气，升温至180℃，反应1.5小时。添加20克邻苯二甲酸酐、10克乙二醇丁醚，升温至200℃，反应2.5小时。降温至180℃，再加入5克偏苯三酸酐，反应1.5小时，降温至140℃，加入助溶剂10克乙二醇丁醚，用三乙胺中和剂调节酸值为65mg KOH·g-1，反应0.5小时，形成醇酸涂料。将该涂料均匀地涂布在步骤(三)得到的板材的附着有第一固化树脂层的表面，加热到120℃，使该涂层固化，用测微式厚度计测得涂层的厚度为10微米；且步骤(五)为形成AZO层(透明导电层)：将步骤(四)得到的板材放在磁控溅射离子镀设备的真空室内的工件架上，启动真空泵抽真空，在真空室内真空度达到4×10-3帕时，充入氩气和氧气(氩气∶氧气体积比为4∶1)，使真空室内的绝对压力为0.5帕，并将真空室内的温度调至20℃。启动施加在磁控靶(靶材为氧化铝与氧化锌质量比为3∶97的氧化锌铝靶)上的直流电源(电压为300V，电流为15A)，在板材的具有防反射层的表面形成厚度为120nm的AZO层。制得的导电板记作A4。
实施例5
本实施例用于说明本发明导电板的制作。
按照与实施例1同样的方式制作导电板，不同的是，步骤(一)形成的Nb2O5层的厚度为180nm；步骤(二)形成的SiO2层的厚度为10nm；步骤(三)形成的环氧改性丙烯酸酯树脂层的厚度为3微米；且步骤(四)形成的增韧环氧树脂层的厚度为45微米。制得的导电板记作A5。
实施例6
本实施例用于说明本发明提供的电子产品的触摸屏的制作。
将实施例1制得的导电板用作上表面板，将具有ITO导电层(厚度为20nm)的玻璃用作下表面板，使两个面板的ITO层相对，两层中间通过丝网印刷形成隔离点(隔离点的材料为ASAHI Chemical Research Lab CO.LTD的UVF-10T-DS_R，直径为30微米，密度为300目)，用双面胶将导电板和玻璃的边框封装。即制得本发明提供的触摸屏。
性能测定
耐擦伤性测试
将导电板薄膜切断成宽25mm，长100mm的大小，将未形成防污层的面载置在玻璃板上。在钢丝棉#0000上加重1磅，并以每秒约100mm的速度在防污层表面往复磨擦10次。结果列于表1。评价标准：
◎：完全没有裂纹；
○：有几根细微的裂纹，但不影响辨识性；
△：有细微的裂纹，但不影响辨识性；
×：有明显的裂纹，影响辨识性。
柔韧性测试
参照GB/T1731-93，使用漆膜弹性实验器，用双手将试板漆膜朝上，紧压于规定直径的轴棒上，绕轴棒弯曲试板。然后以4倍放大镜观察漆膜，检查薄膜是否产生网纹、裂纹及剥落等破坏现象。以不产生上述破坏现象处的轴棒尺寸为试样柔韧性数据。结果列于表1。
导电板透光率测定
用岛津制作所制造的分光光度计UV-240测定导电板在光波长550nm处的光透过率。结果列于表1。
表1
| 样品编号 | 摩擦次数(耐擦伤性测试) | 轴棒尺寸(柔韧性测试)/mm | 透光率/％ |
| A1 | ○ | 4 | 90 |
| A2 | ○ | 4 | 89 |
| A3 | ○ | 5 | 85 |
| A4 | ○ | 5 | 88 |
| A5 | △ | 10 | 82 |
本发明的导电板通过在基底表面添加两层固化树脂层，在保证导电板的透光率的条件下，不但可以提高导电板的耐擦伤性，而且能够提高其柔韧性，从而可以提高用该导电板制成的电子产品的触摸屏的耐久性和打点特性。
Claims (10)
1. 一种导电板，该导电板包括透明基底、透明导电层和位于所述透明基底的一个表面和所述透明导电层之间的防反射层，其特征在于，该导电板还包括位于所述透明基底的另一个表面上的固化树脂层，所述固化树脂层包括第一固化树脂层和第二固化树脂层，第一固化树脂层位于所述透明基底和第二固化树脂层之间，第二固化树脂层的弹性大于第一固化树脂层。
2. 根据权利要求1所述的导电板，其中，所述第一固化树脂层的厚度为0.5-30微米，所述第二固化树脂层的厚度为1-50微米，第二固化树脂层与第一固化树脂层的厚度比为0.2-10∶1。
3. 根据权利要求1或2所述的导电板，其中，所述第一固化树脂层的材料为丙烯酸酯树脂、橡胶、有机硅烷热固化树脂和三聚氰胺热固化树脂中的一种或几种；所述第二固化树脂层的材料为醇酸树脂、增韧环氧树脂、酰胺树脂和酚类树脂中的一种或几种。
4. 根据权利要求1所述的导电板，其中，所述透明基底的材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯、聚酰亚胺、聚苯乙烯、聚乙烯醇中的一种或几种，所述透明基底的厚度为50-300微米。
5. 根据权利要求1所述的导电板，其中，所述防反射层包括第一光学层和第二光学层，该第一光学层位于所述透明基底上，第二光学层位于第一光学层上；第一光学层的折射率大于第二光学层的折射率；第一光学层的厚度为10-200nm，第二光学层的厚度为10-150nm，第一光学层和第二光学层的厚度比为0.1-10∶1。
6. 根据权利要求5所述的导电板，其中，所述第一光学层的材料为Y2O3、TiO2、ZrO2、In2O3和Nb2O5中的一种或几种；所述第二光学层的材料为SiO2、MgF2、LiF和CaF2中的一种或几种。
7. 根据权利要求5或6所述的导电板，其中，所述第一光学层的材料为Nb2O5，所述第二光学层的材料为SiO2。
8. 根据权利要求1所述的导电板，其中，所述透明导电层的材料为铟锡氧化物、铝锌氧化物、镓锌氧化物和铟锌氧化物中的一种或几种，厚度为5-200纳米。
9. 根据权利要求8所述的导电板，其中，该导电板还包括位于所述第二固化树脂层上的防污层，该防污层的材料为丙烯酸树脂、氟树脂、硅酮树脂和聚氨酯树脂中的一种或几种。
10. 一种电子产品的触摸屏，其特征在于，该触摸屏包括权利要求1-9中任意一项所述的导电板。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| ASS | Succession or assignment of patent right |
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| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20150831 Address after: 518119 Guangdong province Shenzhen City Dapeng new Kwai town Yanan Road No. 1 building experimental Byd Co Patentee after: Shenzhen BYD Electronic Component Co., Ltd. Address before: 518118, Ping Ping Road, Pingshan Town, Longgang District, Guangdong, Shenzhen 3001 Patentee before: Biyadi Co., Ltd. |
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