CN104232086A - 功能材料及其制备方法、触控结构及触控显示装置 - Google Patents

功能材料及其制备方法、触控结构及触控显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种功能材料及其制备方法、触控结构及触控显示装置，属显示技术领域，可解决现有触控显示装置存在污染的问题。本发明的功能材料包括带有改性层的无机混合粉末，无机混合粉末包括氧化硼、氧化钠、氧化锂、氧化锆、氧化铝、氧化锌、二氧化钛、二氧化硅、氧化钙、银络合物、磷酸银、硝酸银、电气石、硫代硫酸银、碳纳米管、硫酸铝、锰、锰的氧化物、铁、铁的氧化物、钴、钴的氧化物、镍、镍的氧化物、铬、铬的氧化物、铜、铜的氧化物、氧化镁、碳化硼、碳化硅、碳化钛、碳化锆、碳化钽、碳化钼、氮化硼、氮化铬、氮化钛、氮化锆、氮化铝、硼化铬、四硼化三铬、硼化钛、硼化锆、二硅化钨、二硅化钛等；改性层由二元酐和二元胺反应生成。

Description

功能材料及其制备方法、触控结构及触控显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种功能材料及其制备方法、触控结构及触控显示装置。
背景技术
触控显示装置是指能通过对显示屏的触摸直接实现控制的显示装置。触控显示装置通常包括用于进行显示的显示面板(如有机发光二极管显示面板、液晶显示面板等)和用于实现触摸控制的触控结构，该触控结构通常包括触控板，该触控板中设有触控电极等触控器件。触控板可以是设于显示面板出光面外的独立结构，在触控板外还可设有用于保护显示面板的盖板，或者也可没有独立的盖板而触控板同时起到盖板的作用，即可采取单玻璃解决(OGS，One Glass Solution)方式。或者，触控板也可与显示面板中的某些基板合为一体，也就是说，触控板可以是显示面板的一部分，或者说显示面板中的某个基板就是触控板，即可采取像素内触控方式(ICT，In Cell Touch)。
但是，触控显示装置的显示面板在使用中会不可避免的产生一些电磁辐射污染，对人体健康产生影响。尤其是对手机，由于其经常需要在距离人体很近的地方使用，故其辐射污染对人体的影响更为显著。
发明内容
本发明针对现有触控显示装置会产生污染的问题，提供一种可起到医疗保健作用且对环境友好的功能材料及其制备方法、触控结构及触控显示装置。
解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种功能材料，其包括表面带有改性层的无机混合粉末，所述无机混合粉末包括主料和辅料；
所述主料由氧化硼、氧化钠、氧化锂、氧化锆组成；
所述辅料包括氧化铝、氧化锌、二氧化钛、二氧化硅、氧化钙、银络合物、磷酸银、硝酸银、电气石、硫代硫酸银、碳纳米管、硫酸铝、锰、锰的氧化物、铁、铁的氧化物、钴、钴的氧化物、镍、镍的氧化物、铬、铬的氧化物、铜、铜的氧化物、氧化镁、碳化硼、碳化硅、碳化钛、碳化锆、碳化钽、碳化钼、氮化硼、氮化铬、氮化钛、氮化锆、氮化铝、硼化铬、四硼化三铬、硼化钛、硼化锆、二硅化钨、二硅化钛中的任意一种或多种；
所述改性层由二元酐和二元胺反应生成。
优选的是，用于生成所述改性层的二元酐与二元胺的物质的量的比在(0.85～1.05)∶1。
进一步优选的是，用于生成所述改性层的二元酐与二元胺的物质的量的比在(0.92～1.05)∶1。
优选的是，所述用于生成所述改性层的二元酐中含有至少一个苯基；和所述用于生成所述改性层的二元胺中含有至少一个苯基或非苯基的六元碳环。
进一步优选的是，用于生成所述改性层的二元酐选自均苯四甲酸二酐、偏苯三酸酐、二苯酮二酐、联苯二酐、二苯醚二酐、六氟二酐中的任意一种；用于生成所述改性层的二元胺选自3-氨基苄胺、2,2'-二氟-4,4'-(9-亚茀基)二苯胺、2,2-双(3-氨基-4-羟苯基)六氟丙烷、六氢-间苯二甲基二胺、1,4-二(氨甲基)环己烷、2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯]六氟丙烷、2,2-双(3-氨基-4-甲苯基)六氟丙烷、2,2-双(3-氨基苯基)六氟丙烷、2,2-双(4-氨基苯基)六氟丙烷、2,7-二氨基芴、间苯二甲胺、4,4'-亚甲基双(2-乙基-6-甲基苯胺)中的任意一种。
优选的是，所述无机混合粉末的粒径在1～5000nm。
解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种上述功能材料的制备方法，其包括：
将所述无机混合粉末、二元酐、二元胺与引发剂、溶剂混合均匀；
加热使所述二元酐与二元胺反应，在无机混合粉末表面形成所述改性层。
优选的是，所述无机混合粉末的质量与二元酐、二元胺反应后生成的物质的质量的比为(20～1)∶1。
进一步优选的是，所述引发剂为偶氮二异丁腈、2,2'-双偶氮-(2,4-二甲基戊腈)、偶氮二异丁酸二甲酯、偶氮二异戊腈中的任意一种。
优选的是，所述加热分为两步进行，其具体为：在35～70℃的温度下加热20～40min；在70～100℃的温度下加热20～40min。
解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种触控结构，其包括用于进行触控的触控板，且
所述触控板外侧设有表面膜层，所述表面膜层中含有上述功能材料。
优选的是，所述表面膜层的厚度在50～1000nm，其中功能材料的质量百分含量在0.1～10％
进一步优选的是，所述表面膜层中的功能材料的质量百分含量在0.5～5％。
优选的是，所述触控结构还包括：设于所述触控板外侧的盖板，所述表面膜层位于所述盖板外侧或位于所述触控板与盖板之间。
解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种触控显示装置，其包括：
上述的触控结构。
本发明的功能材料可发出远红外线和负离子；远红外线被人体吸收后可使体内水分子共振，活化水分子，增强分子间结合力，从而活化蛋白质等生物大分子，使生物体细胞处于最高振动能级；且远红外热量可传递到皮下较深的部分，使下深层温度上升，扩张毛细血管，促进血液循环，强化各组织之间的新陈代谢，增强组织再生能力，提高机体免疫力，调节精神异常兴奋状态；而负离子对细菌和有机物有分解和氧化作用，可起到杀菌消毒和净化环境空气质量的效果；因此，该功能材料可起到医疗保健作用，对环境友好。
本发明的功能材料的无机混合粉末表面具有改性层，该改性层可使无机混合粉末与表面膜层良好的结合，并且还可提高该无机混合粉末发射远红外线和负离子的能力，从而使功能材料很好的融入触控结构中，在不影响触控结构本身性能的情况下，增加其环境友好度。
附图说明
图1为本发明实施例的功能材料的制备方法的流程图；
图2为本发明实施例的触控显示装置的剖面结构示意图；
其中，附图标记为：
1、显示面板；2、触控结构；21、触控板；22、表面膜层；23、盖板；3、功能材料。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
本实施例提供一种功能材料及其制备方法。
该功能材料包括表面带有改性层的无机混合粉末，无机混合粉末包括主料和辅料；
主料由氧化硼、氧化钠、氧化锂、氧化锆组成；
辅料包括氧化铝、氧化锌、二氧化钛、二氧化硅、氧化钙、银络合物、磷酸银、硝酸银、电气石、硫代硫酸银、碳纳米管、硫酸铝、锰、锰的氧化物、铁、铁的氧化物、钴、钴的氧化物、镍、镍的氧化物、铬、铬的氧化物、铜、铜的氧化物、氧化镁、碳化硼、碳化硅、碳化钛、碳化锆、碳化钽、碳化钼、氮化硼、氮化铬、氮化钛、氮化锆、氮化铝、硼化铬、四硼化三铬、硼化钛、硼化锆、二硅化钨、二硅化钛中的任意一种或多种；
改性层由二元酐和二元胺反应生成。
其中，无机混合粉末的粒径在纳米量级至微米量级，具体优选在1～5000nm，更优选在10～500nm。
其中，二元酐是指分子结构中含有至少两个酸酐基团的物质；而二元胺是指分子结构中含有至少两个胺基(或氨基)的物质。
其中，二元酐中优选含有至少一个苯基，其更优选为均苯四甲酸二酐、偏苯三酸酐、二苯酮二酐、联苯二酐、二苯醚二酐、六氟二酐中的任意一种。
其中，二元胺中优选含有至少一个苯基或非苯基的六元碳环(例如环己烷)，其更优选为3-氨基苄胺、2,2'-二氟-4,4'-(9-亚茀基)二苯胺、2,2-双(3-氨基-4-羟苯基)六氟丙烷、六氢-间苯二甲基二胺、1,4-二(氨甲基)环己烷、2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯]六氟丙烷、2,2-双(3-氨基-4-甲苯基)六氟丙烷、2,2-双(3-氨基苯基)六氟丙烷、2,2-双(4-氨基苯基)六氟丙烷、2,7-二氨基芴、间苯二甲胺、4,4'-亚甲基双(2-乙基-6-甲基苯胺)中的任意一种。
其中，二元酐与二元胺的物质的量的比优选为(0.85～1.05)∶1；更优选在(0.92～1.05)∶1。
经研究发现，符合以上条件的二元酐和二元胺反应后生成的改性层可最好的改善无机混合粉末的性质。
本实施例的功能材料可发出远红外线和负离子；远红外线被人体吸收后可使体内水分子共振，活化水分子，增强分子间结合力，从而活化蛋白质等生物大分子，使生物体细胞处于最高振动能级；且远红外热量能传递到皮下较深的部分，使下深层温度上升，扩张毛细血管，促进血液循环，强化各组织之间的新陈代谢，增强组织再生能力，提高机体免疫力，调节精神异常兴奋状态；而负离子对细菌和有机物有分解和氧化作用，可起到杀菌消毒和净化环境空气质量的效果；因此，本实施例的功能材料可起到医疗保健作用，对环境友好。
上述功能材料的制备方法包括：将所述无机混合粉末、二元酐、二元胺与引发剂、溶剂混合均匀；加热使所述二元酐与二元胺反应，在无机混合粉末表面形成所述改性层。
具体的，如图1所示，上述制备方法可包括：
S01、在使用分散剂的情况下，将各原料分别粉碎为粉末后按比例混合均匀，或将各原料按比例混合均匀后再粉碎，得到无机混合粉末。
其中，分散剂可选用德国毕克公司生产的BYK 161、路博润公司生产的Solsperse 32500、Solsperse 22000等常规分散剂；粉碎可采用球磨、研磨等常规方式；由于得到无机混合粉末可采用已知的方法，故在此不再详细描述。
S02、将占总量1/4～1/3的引发剂及占总量1/4～1/3的二元胺溶解在溶剂中备用。
其中，无机混合粉末的质量与二元酐、二元胺反应后生成的物质的质量的比为(20～1)∶1。
也就是说，二元酐、二元胺的用量按照如下的方式确定：假设二元酐与二元胺可完全反应并得到生成物(实际为改性层)，若该生成物的质量为1，则无机混合粉末的质量就在1～20之间；这样的用量可保证在无机混合粉末上得到厚度合适的改性层。
其中，引发剂用于引发反应，其优选为氮类引发剂，更优选为偶氮二异丁腈、2,2'-双偶氮-(2,4-二甲基戊腈)、偶氮二异丁酸二甲酯、偶氮二异戊腈中的任意一种。
其中，溶剂可选自脂肪醇、乙二醇醚、乙酸乙酯、甲乙酮、甲基异丁基酮、单甲基醚乙二醇酯、γ-丁内酯、丙酸-3-乙醚乙酯、丁基卡必醇、丁基卡必醇醋酸酯、丙二醇单甲基醚、丙二醇单甲基醚醋酸酯、环己烷、二甲苯、异丙醇等常规的有机溶剂。由于溶剂的选择对最终产品的性能无显著影响，故各实施例统一用丙二醇单甲基醚醋酸酯作溶剂。
S03、将无机混合粉末加入反应容器(如四口瓶)中，并开始搅拌、震荡、摇动等；之后加入二元酐、溶剂，以及剩余的引发剂、二元胺，溶解均匀。
S04、开始加热以进行反应，其优选分为两步进行，具体可包括：先在35～70℃的温度下加热20～40min；之后继续在70～100℃的温度下加热20～40min。
以上的加热过程中，可使二元酐与二元胺间发生反应，从而在无机混合粉末表面生成改性层；其中，之所以分步加热，主要是为了防止反应过于剧烈。
在反应过程中，逐渐将上述溶解有引发剂和二元胺的溶液逐渐滴加到四口瓶中；之所以这样加入，是为了防止反应过于剧烈。
其中，本步反应优选在氮气保护下进行，且在反应过程中优选一直保持搅拌。
其中，各步骤中溶剂的用量以能将其中的物质均匀的分散、溶解为准，而引发剂用量以能引发反应为准，这些可由本领域技术人员根据实际情况调整，在此不再详细描述。但通常而言，无机混合粉末、引发剂、溶剂的质量比(均指总量)为1∶(0.25～0.4)∶(1～1.5)，为了统一，故在各实施例具体制备功能材料的过程中，统一使无机粉末、引发剂、溶剂的质量比为1∶0.3∶1.4。。
S05、反应结束后用经冷藏的溶剂使反应物冷却至室温(约10～30℃)。
S06、蒸干剩余溶剂或将粉末从中分离出来，得到带有改性层的无机混合粉末，即得到功能材料。
当然，应当理解，以上所述的制备方法还可进行许多变化，例如，二元酐、二元胺、引发剂等可一次都溶解在溶剂中；再如，加热也可只为一段等。总之，只要能使二元酐与二元胺反应并在无机混合粉末表面形成改性层即可。
按照GB/T 7287-2008标准测试所得功能材料的红外线比辐射率，并用空气负离子测定仪测量其产生的负离子数量。
按照上述方法制备不同的功能材料，各实施例中采用的物质、用量、参数及产品性能如以下各表所示。
表1、各实施例的功能材料的无机混合粉末中主料的情况(含量单位为质量份数)
实施例 氧化硼含量 氧化钠含量 氧化锂含量 氧化锆含量
1 3.83 1.83 6.73 20
2 5.18 2.27 8.16 25
3 6.5 3.6 10.5 30
4 7.17 3.6 10.5 30
表2、各实施例的功能材料的无机混合粉末中辅料的情况(含量单位为质量份数)
表3、各实施例的功能材料中制备改性层原料的情况
表4、各实施例的功能材料的制备参数及性能测试结果
可见，各实施例的功能材料均具有较高的红外线比辐射率和负离子浓度，表明其确实可产生远红外线和负离子，从而达到改善环境的作用。
如图2所示，本实施例还提供一种触控结构2及触控显示装置。
其中，触控结构2包括用于进行触控的触控板21和设于触控板外侧的厚度的表面膜层22，表面膜层22中含有上述功能材料3。优选的，在表面膜层22厚度在50～1000nm，其中功能材料3的质量百分含量优选在0.1～10％，更优选在0.5～5％
也就是说，在用于实现触控功能的触控板21的外侧(即远离显示面板的一侧)，还设有一表面膜层22，该表面膜层22厚度在50～1000nm，且其中含有质量百分含量(以表面膜层22和功能材料3的总质量为100％)在0.1～10％的功能材料3。
具体的，该表面膜层22可由光固化树脂、热固化树脂等已知材料形成，其中的功能材料3可通过多种不同的方式加入：
例如，可直接将功能材料3掺杂到用于形成表面膜层22的材料中，这样在形成表面膜层22的同时，其中即含有功能材料3。
或者，也可先形成表面膜层22并使其预固化，之后通过溅射等方式使功能材料3进入其中，再使表面膜层22最终固化。
再或者，也可先在基底(如触控板21)表面涂布功能材料3，之后再于其上形成表面膜层22，也可使功能材料3进入表面膜层22中。
优选的，上述触控结构2还包括：设于触控板21外侧的盖板23，表面膜层22位于盖板23外侧或位于触控板21与盖板23之间。
也就是说，还可在触控板21设置用于保护触控板21的盖板23，当具有盖板23时，表面膜层22可位于盖板23外侧(可直接设在盖板23上)，也可位于触控板21与盖板23之间(可设在盖板23上，也可设在触控板21上)。
当然，该触控板21外也可没有盖板23，即触控板21可同时起到盖板23的作用(OGS方式)。
对本实施例的触控结构2进行观察，发现其中的功能材料3并无团聚、脱落等现象，表明功能材料3可与触控结构2很好的结合。
本实施例的功能材料3的无机混合粉末表面具有改性层，该改性层可使无机混合粉末与表面膜层22良好的结合，并且还可提高该无机混合粉末发射远红外线和负离子的能力，从而使功能材料3很好的融入触控结构2中，在不影响触控结构2本身性能的情况下，增加其环境友好度。
本实施例的触控显示装置包括上述的触控结构2。
具体的，触控显示装置可包括显示面板1，而上述触控结构2设于显示面板1出光面之外。
其中，应当理解，虽然图2中是以触控板21和显示面板1是分开的两个部件作为例子，但如果触控板21与显示面板1合为一体(即触控板21同时也是显示面板1中的某个基板)，也是可行的(即ICT方式)。
其中，本实施例的触控显示装置特别适用于手机上。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (15)

1.一种功能材料，其特征在于，包括表面带有改性层的无机混合粉末，所述无机混合粉末包括主料和辅料；
所述主料由氧化硼、氧化钠、氧化锂、氧化锆组成；
所述辅料包括氧化铝、氧化锌、二氧化钛、二氧化硅、氧化钙、银络合物、磷酸银、硝酸银、电气石、硫代硫酸银、碳纳米管、硫酸铝、锰、锰的氧化物、铁、铁的氧化物、钴、钴的氧化物、镍、镍的氧化物、铬、铬的氧化物、铜、铜的氧化物、氧化镁、碳化硼、碳化硅、碳化钛、碳化锆、碳化钽、碳化钼、氮化硼、氮化铬、氮化钛、氮化锆、氮化铝、硼化铬、四硼化三铬、硼化钛、硼化锆、二硅化钨、二硅化钛中的任意一种或多种；
所述改性层由二元酐和二元胺反应生成。
2.根据权利要求1所述的功能材料，其特征在于，
用于生成所述改性层的二元酐与二元胺的物质的量的比在(0.85～1.05)∶1。
3.根据权利要求2所述的功能材料，其特征在于，
用于生成所述改性层的二元酐与二元胺的物质的量的比在(0.92～1.05)∶1。
4.根据权利要求1所述的功能材料，其特征在于，
所述用于生成所述改性层的二元酐中含有至少一个苯基；
所述用于生成所述改性层的二元胺中含有至少一个苯基或非苯基的六元碳环。
5.根据权利要求4所述的功能材料，其特征在于，
用于生成所述改性层的二元酐选自均苯四甲酸二酐、偏苯三酸酐、二苯酮二酐、联苯二酐、二苯醚二酐、六氟二酐中的任意一种；
用于生成所述改性层的二元胺选自3-氨基苄胺、2,2'-二氟-4,4'-(9-亚茀基)二苯胺、2,2-双(3-氨基-4-羟苯基)六氟丙烷、六氢-间苯二甲基二胺、1,4-二(氨甲基)环己烷、2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯]六氟丙烷、2,2-双(3-氨基-4-甲苯基)六氟丙烷、2,2-双(3-氨基苯基)六氟丙烷、2,2-双(4-氨基苯基)六氟丙烷、2,7-二氨基芴、间苯二甲胺、4,4'-亚甲基双(2-乙基-6-甲基苯胺)中的任意一种。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的功能材料，其特征在于，
所述无机混合粉末的粒径在1～5000nm。
7.一种功能材料的制备方法，其特征在于，所述功能材料为权利要求1至6中任意一项所述的功能材料，所述制备方法包括：
将所述无机混合粉末、二元酐、二元胺与引发剂、溶剂混合均匀；
加热使所述二元酐与二元胺反应，在无机混合粉末表面形成所述改性层。
8.根据权利要求7所述的功能材料的制备方法，其特征在于，
所述无机混合粉末的质量与二元酐、二元胺反应后生成的物质的质量的比为(20～1)∶1。
9.根据权利要求7所述的功能材料的制备方法，其特征在于，
所述引发剂为偶氮二异丁腈、2,2'-双偶氮-(2,4-二甲基戊腈)、偶氮二异丁酸二甲酯、偶氮二异戊腈中的任意一种。
10.根据权利要求7所述的功能材料的制备方法，其特征在于，所述加热分为两步进行，其具体为：
在35～70℃的温度下加热20～40min；
在70～100℃的温度下加热20～40min。
11.一种触控结构，其特征在于，包括用于进行触控的触控板，
所述触控板外侧设有表面膜层，所述表面膜层中含有权利要求1至6中任意一项所述的功能材料。
12.根据权利要求11所述的触控结构，其特征在于，
所述表面膜层的厚度在50～1000nm，其中功能材料的质量百分含量在0.1～10％。
13.根据权利要求12所述的触控结构，其特征在于，
所述表面膜层中的功能材料的质量百分含量在0.5～5％。
14.根据权利要求11所述的触控结构，其特征在于，还包括：
设于所述触控板外侧的盖板，所述表面膜层位于所述盖板外侧或位于所述触控板与盖板之间。
15.一种触控显示装置，其特征在于，包括：
权利要求11至14中任意一项所述的触控结构。
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