CN103729102B - 一种有机电容触摸屏 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种有机电容触摸屏，包括保护玻璃层，偏光板，上玻璃，第一电极层，滤光片，第二电极层，液晶层，薄膜场效应晶体管(TFT)层，下玻璃。其中第一电极层和第二电极层的材料为：掺杂铜的含有笼型结构化合物的预聚物。
Description
技术领域
本发明涉及一种触摸屏，尤其涉及一种有机电容触摸屏。
背景技术
当前，电容式触摸屏已经成为市场上人机交互的主要部件，相比于传统电阻屏、红外线触摸屏能提供更好的用户体验效果。因此越来越多的被应用于手机、MID、平板电脑等便携式消费类电子产品中，成为一个不可或缺的主要部件。
当前使用的电极材料，触摸时，电容变化量不够大，触摸灵敏度不高，不能实现很好的触屏功能。
发明内容
一种有机电容触摸屏，包括保护玻璃层，偏光板，上玻璃，第一电极层，滤光片，第二电极层，液晶层，薄膜场效应晶体管(TFT)层，下玻璃。
其中第一电极层和第二电极层的材料为：
掺杂铜的含有笼型结构化合物的预聚物，所述笼型结构化合物具有含聚合性不饱和键的基团和以金刚烷结构作为最小单元的笼型结构，其中，
上述笼型结构化合物为用下式(1)表示的化合物，
上述预聚物的通过凝胶渗透色谱法测定的聚苯乙烯换算的数均分子量为2000～500000，并具有上述聚合性不饱和键之间反应而生成的不饱和键和未反应的上述聚合性不饱和键，并且上述未反应的聚合性不饱和键的残留率为20％～80％，
式(1)中、X1及Y1分别表示具有聚合性不饱和键的一个或两个以上的基团，它们之间相同或不同；R1～R4分别表示有机基，它们之间相同或不同；n1表示0或1以上的整数。
附图说明
图1为本发明的有机电容触摸屏的结构示意图。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更清楚的理解本发明的技术方案，下面结合附图描述其具体实施方式。
有机电容触摸屏幕包括：保护玻璃层1，偏光板2，上玻璃3，第一电极层4，绝缘层5，第二电极层6，滤光片7，液晶层8，薄膜场效应晶体管(TFT)层9，下玻璃10。
本发明使用一种新型的电极材料，用于触摸屏幕的第一电极层4和第二电极层6，其优点在于能够增大触摸引起的电容变化量，提高触摸灵敏度，有利于后续的触摸检测。其含有笼型结构化合物的预聚物掺杂铜，所述笼型结构化合物具有含聚合性不饱和键的基团和以金刚烷结构作为最小单元的笼型结构，其中，上述笼型结构化合物为用下式(1)表示的化合物，上述预聚物的通过凝胶渗透色谱法测定的聚苯乙烯换算的数均分子量为2000～500000，并具有上述聚合性不饱和键之间反应而生成的不饱和键和未反应的上述聚合性不饱和键，并且上述未反应的聚合性不饱和键的残留率为20％～80％，
式(1)中、X1及Y1分别表示具有聚合性不饱和键的一个或两个以上的基团，它们之间相同或不同；R1～R4分别表示有机基，它们之间相同或不同；n1表示0或1以上的整数。
其中，
R1选自C1-C12烷基，C2-C12烯基，C2-C12炔基，C6-C14芳基，C3-C12杂环，C3-C18杂芳基烷基，C6-C18芳基烷基或C3-C7环烷基；
R2选自氢，C1-C12烷基，C2-C12烯基，C2-C12炔基，C3-C12杂环，C3-C18杂芳基烷基，C6-C18芳基烷基或C3-C7环烷基；
R3选自氢，卤素，硝基，-NRaRb，-SO2Rc，-SO2NRdRe，-CONRfRg，-NRhCORi，-NRjSO2Rk，叠氮基，氰基，三氟甲基，三氟甲氧基，C1-C6烷基或-OR1；
R4选自氢，卤素，硝基，-NRaRb，-SO2Rc，-SO2NRdRe，-CONRfRg，-NRhCORi，-NRjSO2Rk，叠氮基，氰基，三氟甲基，三氟甲氧基，C1-C6烷基或-OR1；
优选的，所述R1选自C6-C14芳基，C3-C12杂环，C3-C18杂芳基烷基，C6-C18芳基烷基或C3-C7环烷基；
R2选自C1-C12烷基，C2-C12烯基，C2-C12炔基，C3-C12杂环，C3-C18杂芳基烷基，C6-C18芳基烷基或C3-C7环烷基；
R1可被一种或一种以上的以下基团所任选取代：卤素，硝基，-NRaRb，-SO2Rc，-SO2NRdRe，-CONRfRg，-NRhCORi，-NRjSO2Rk，叠氮基，氰基，三氟甲基，三氟甲氧基，C1-C6烷基或-ORl；R2非氢时可被一种或一种以上的以下基团所任选取代：卤素或-ORm；
X1及Y1为含聚合性不饱和键的基团，其中的至少一个为式(3)所示的基团或式(4)所示的基团，
——C≡C-R5 (3)
式中，R5及R6分别独立地表示氢原子或有机基；m表示1～5的整数。÷
R5选自氢，卤素，硝基，-NRaRb，-SO2Rc，-SO2NRdRe，-CONRfRg，-NRhCORi，-NRjSO2Rk，叠氮基，氰基，三氟甲基，三氟甲氧基，C1-C6烷基或-OR1；
R6选自氢，卤素，C1-C12烷基，C2-C12烯基，C6-C14芳基，C5-C14杂芳基，C6-C14芳基烷基，C5-C14杂芳基烷基，C3-C12杂环，C3-C7环烷基或C3-C7环烯基。
根据优选实施方式说明本发明的半导体装置。
图1为表示本发明有机电容触摸屏的示意性剖视图。
半导体装置100具有：保护玻璃层1，偏光板2，上玻璃3，第一电极层4，绝缘层5，第二电极层6，滤光片7，液晶层8，薄膜场效应晶体管(TFT)层9，下玻璃10。
其他层的形成可以依据现有技术实现。下面详细表述电极层的形成。
在绝缘层上和滤光片上直接涂布清漆而形成掺杂铜的有机材料层，但也可以事先准备干膜，将该干膜层叠在绝缘层上和滤光片上而形成。更具体地讲，在绝缘层上和滤光片上直接涂布含上述得到的有机材料的涂布用清漆，从而形成涂膜，进行加热和／或照射活性能量线，使之固化成为电极层。当使用干膜时，事先使用含上述得到的有机材料的涂布用清漆，在基材上形成层并进行干燥，从而形成干膜，将该干膜层叠在绝缘层上和滤光片上，进行加热和／或照射活性能量线，使之固化而形成电极。
在上述说明中，举出了在电极上形成的例子，但形成方法并不限定于此。
实施例
下面，详细说明本发明的实施例，但本发明并不限定于此。
实施例1
(1)3，3′，5，5′-四乙炔基-1，1′-二金刚烷的合成
在具有温度计、搅拌器及回流管的1000mL四口烧瓶中，加入金属钠14g(0.6mol)和正辛烷600mL，将内温冷却至0℃。在激烈搅拌的同时，缓慢滴加事先在300mL正辛烷中溶解64.5g(0.3mol)1-溴金刚烷而得到的溶液。滴入中，将内温保持在0℃～5℃。滴加结束后，若温度不再上升，则继续反应1小时。然后，注入约1500mL冷水，过滤粗生成物，用纯水洗涤、进行干燥。进一步，通过热己烷对粗生成物进行重结晶。通过对所得重结晶物进行减压干燥，得到生成物32.6g。通过IR分析可知Br基的吸收(690-515cm-1附近)消失，通过质量分析进行的分子量为270，从上述结果，确认生成物为1，1′-二金刚烷。
在具有温度计、搅拌器及回流管的2000mL四口烧瓶中，加入四氯化碳700mL、溴70g(0.44mol)，边搅拌边缓慢加入上述得到的1，1′-二金刚烷54.1g(0.2mol)。添加时，将内温保持在20℃～30℃。添加结束后，若温度不再上升，则继续反应1小时。然后，注入约2000mL冷水，过滤粗生成物，用纯水洗涤，进行干燥。通过热乙醇重结晶粗生成物。通过对所得重结晶物进行减压干燥，得到生成物65.0g。利用IR分析发现溴基的吸收在690～515cm-1，通过质量分析得到的分子量为586，从上述结果，确认生成物为3，3′，5，5′-四溴-1，1′-二金刚烷。
在烧瓶中，将上述得到的3，3′，5，5′-四溴-1，1′-二金刚烷20g(34mmol)及溴乙烯18ml(256mmol)溶解在二氯甲烷120mL中，并在干燥氮气、-15℃的条件下，滴加氯化铝(III)3.0g(22mmol)，并对该溶液搅拌1小时。进而，在-15℃下，滴加20mL水后，返回到室温，得到反应液。将上述得到的反应液投入到10％盐酸水溶液200mL中，每次用40mL二氯甲烷提取3次，并用40mL水洗涤后，用硫酸镁进行干燥，浓缩有机层，得到3，3′，5，5′-四(二溴乙基)-1，1′-二金刚烷18.2g。
进而，将上述得到的3，3′，5，5′-四(二溴乙基)-1，1′-二金刚烷溶解在二甲亚砜20mL中，在室温下添加叔丁醇钾28g(250mmol)，将其搅拌48小时。进而，将反应液投入到400mL水中，每次用200mL二氯甲烷提取3次，用200mL水洗涤后，通过硫酸镁进行干燥，浓缩有机层，得到3，3′，5，5′-四乙炔基-1，1′-二金刚烷11.0g。
(2)3，3′，5，5′-四乙炔基-1，1′-二金刚烷的聚合和掺杂铜的有机膜用清漆的制造
将上述实施例1(1)中得到的3，3′，5，5′-四乙炔基-1，1′-二金刚烷5g溶解在1，3-二甲氧基苯45g中，添加双(苯甲腈)二氯化钯(II)0.1g，在干燥氮气、190℃下反应6小时，将反应液滴加到10倍体积的甲醇中，收集沉淀物并加以干燥，得到预聚物。利用TOSOH CORPORATION的凝胶渗透色谱(GPC)，以苯乙烯换算求出所得预聚物的分子量，结果，数均分子量(Mn)为18200。另外，通过来自反应前聚金刚烷结构化合物的碳-碳三键的IR光谱和来自预聚物的碳-碳三键的IR光谱的吸光度比，算出预聚物的未反应不饱和键残存率的结果，未反应不饱和键的残存率为61％。IR分析是使用SHIMADZU制FT IR8900测定。将所得预聚物3g溶解在环戊酮27g中，用テプロン(注册商标)过滤器过滤，使用本领域常规手段进行铜掺杂，得到掺杂铜的有机膜用清漆。
(3)电容触摸屏的制造
在绝缘层上和滤光片上形成电极层，在该绝缘层上和滤光片上涂布上述有机材料清漆，在400℃下加热处理1小时，形成厚度为0.1μm的电极层。
实施例2
(1)3，3′，5，5′-四甲基-7，7′-二乙炔基-1，1′-二金刚烷的合成
在实施例1(1)中，用1-溴-3，5-二甲基金刚烷72.9g(0.3mol)来代替1-溴金刚烷64.5g(0.3mol)，将溴量改变为35g(0.22mol)以外，其他全部与实施例1(1)相同地进行，得到生成物58g。通过IR分析发现溴基的吸收在690～515cm-1，通过质量分析得到的分子量为484，从该结果可知所得生成物为3，3′，5，5′-四甲基-7，7′-二溴-1，1′-二金刚烷。
在实施例1(1)中，用上述得到的3，3′，5，5′-四甲基-7，7′-二溴-1，1′-二金刚烷50g(103mmol)来代替3，3′，5，5′-四溴-1，1′-二金刚烷20g(34mmol)，将溴量18mL(256mol)改为27.25mL(387.5mmol)，将氯化铝(III)3.0g(22mmol)改为4.55g(33.3mmol)以外，其他全部与实施例1(1)相同地进行，得到3，3′，5，5′-四甲基-7，7′-二乙炔基-1，1′-二金刚烷31.5g。
(2)3，3′，5，5′-四甲基-7，7′-二乙炔基-1，1′-二金刚烷的聚合和掺杂铜的有机膜用清漆的制造
在实施例1(2)中，用上述实施例2(1)中得到的3，3′，5，5′-四甲基-7，7′-二乙炔基-1，1′-二金刚烷5g来代替3，3′，5，5′-四乙炔基-1，1′-二金刚烷5g以外，其他全部与实施例1(2)相同地进行，得到预聚物。所得预聚物的数均分子量为21300。另外，未反应不饱和键的残存率为21％。将所得预聚物3g溶解在环戊酮27g中，通过用过滤器过滤，使用本领域常规手段进行铜掺杂，得到掺杂铜的有机膜用清漆。
(3)电容触摸屏的制造
使用上述得到的掺杂铜的有机材料用清漆，通过进行与实施例1(3)相同的工序，得到半导体装置。
当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (1)
1.一种有机电容触摸屏，包括保护玻璃层，偏光板，上玻璃，第一电极层，绝缘层，第二电极层，滤光片，液晶层，薄膜场效应晶体管(TFT)层，下玻璃；
其中第一电极层和第二电极层的材料为：
掺杂铜的含有笼型结构化合物的预聚物，所述笼型结构化合物具有含聚合性不饱和键的基团和以金刚烷结构作为最小单元的笼型结构，其中，
上述笼型结构化合物为用下式(1)表示的化合物，
上述预聚物的通过凝胶渗透色谱法测定的聚苯乙烯换算的数均分子量为2000～500000，并具有上述聚合性不饱和键之间反应而生成的不饱和键和未反应的上述聚合性不饱和键，并且上述未反应的聚合性不饱和键的残留率为20％～80％，
式(1)中、X1及Y1分别表示具有聚合性不饱和键的一个或两个以上的基团，它们之间相同或不同；R1～R4分别表示有机基，它们之间相同或不同；n1表示0或1以上的整数。
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