TW201403778A - 可穿透電磁波式導電層及電子裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明涉及一種可穿透電磁波式導電層，其中，所述導電層為一多孔的奈米碳管層，所述多孔的奈米碳管層包括複數個奈米碳管，所述複數個奈米碳管之間通過凡得瓦力緊密相連，所述多孔的奈米碳管層對600KHz - 2000 MHz的電磁波的透過率達到80%。本發明還涉及一種使用該可穿透電磁波式導電層的電子裝置。

Description

可穿透電磁波式導電層及電子裝置
本發明涉及一種可穿透電磁波式導電層及電子裝置。
先前技術電子裝置中的導電層一般為一連續的ITO層（氧化銦錫），然而，該連續的ITO層對電磁波有良好的遮罩作用，使該電磁波不能穿透該導電層，故而限制了該導電層的進一步應用。
有鑒於此，提供一種可穿透電磁波式導電層及電子裝置實為必要。
一種可穿透電磁波式導電層，其中，所述導電層為一多孔的奈米碳管層，所述多孔的奈米碳管層包括複數個奈米碳管，所述複數個奈米碳管之間通過凡得瓦力緊密相連，所述多孔的奈米碳管層對600KHz -2000 MHz的電磁波的透過率達到80%。
一種電子裝置，包括一電磁波元件以及一導電層靠近所述電磁波元件設置，所述電磁波元件用於產生或接收電磁波訊號，其中，所述導電層為一多孔的奈米碳管層，其中所述多孔的奈米碳管層對600KHz -2000 MHz的電磁波的透過率達到80%。
相較先前技術，本發明提供的可穿透電磁波式導電層，由於所述導電層為一多孔的奈米碳管層，故，該導電層對所述電磁波具有較高的透過率，因此，該導電層可穿透電磁波。另外，由於電磁波訊號可以穿透所述導電層，故，該電子裝置中的電磁波元件以及導電層可以發揮各自的作用，而不會產生相互干擾。
下面將結合附圖及具體實施例，對本發明作進一步的詳細說明。
請參閱圖1，本發明實施例提供一種電子裝置，其包括一電磁波元件10以及一導電層20。所述電磁波元件10與所述導電層20相對設置。所述電磁波元件10用於產生或接收一電磁波訊號。當所述電磁波元件10為一電磁波訊號接收器時，一電磁波訊號可以穿透所述導電層20，從而被所述電磁波訊號接收器接收；當所述電磁波元件10為一電磁波訊號發生器時，電磁波訊號發生器所發射的電磁波訊號可以穿透所述導電層20。所述導電層20可以通過一支撐框架懸空設置或平鋪於一絕緣基板表面。本實施例中，所述導電層20設置在一支撐框架30上。所述支撐框架30具有一通孔。所述導電層20可以通過所述通孔部分懸空設置。所述電磁波發生器10可以正對所述通孔設置。所述支撐框架30的材料可以為金屬。可以理解，由於所述導電層20通過所述通孔部分懸空設置，故，所述支撐框架30的設置不會對所述導電層20的電磁波穿透特性產生影響。
所述電子裝置可以為一手機、MP5、觸摸屏、顯示器、PDA、數碼相框、GPS導航設備、電子詞典及其他電子裝置。本實施例中，所述電子裝置為一具有觸碰功能的顯示器。所述顯示器包括一液晶顯示屏以及一與所述液晶顯示屏層疊設置的電磁式觸摸屏。所述電磁式觸摸屏設置在所述液晶顯示屏遠離用戶的表面。所述液晶顯示屏包括至少一導電層20，該至少一導電層20可用作所述液晶顯示屏的配向層或偏光層。所述電磁式觸摸屏包括複數個電磁波元件10，該電磁波元件10用於接收一觸碰在所述顯示器上的電磁筆發出的電磁波訊號，從而可以獲得所述電磁筆在顯示器上觸碰點的座標資訊，進而實現對所述顯示器的控制。可以理解，由於電磁波訊號可以穿透所述導電層20，故，該電磁波元件10以及導電層20可以發揮各自的作用，而不會產生相互干擾。
所述電磁波元件10產生或接收電磁波訊號的頻率可以為600KHz -2000 MHz。所述導電層20為一具有複數個間隙的導電結構，所述複數個間隙在所述導電結構中均勻分佈，該複數個間隙可以使600KHz -2000 MHz的電磁波穿透。本實施例中，該導電層20為一透明奈米碳管層。
所述透明奈米碳管層包括至少一奈米碳管膜，該奈米碳管膜可以為奈米碳管拉膜、奈米碳管碾壓膜、奈米碳管絮化膜。本實施例中，該導電層20為一奈米碳管拉膜。
所述奈米碳管拉膜係從一奈米碳管陣列中直接拉取獲得。本實施例中，該導電層20為一奈米碳管拉膜。請參閱圖2，所述奈米碳管拉膜係由若干奈米碳管組成的自支撐結構。所述若干奈米碳管為沿同一方向擇優取向排列，所述擇優取向排列係指在奈米碳管拉膜中大多數奈米碳管的整體延伸方向基本朝同一方向。而且，所述大多數奈米碳管的整體延伸方向基本平行於奈米碳管拉膜的表面。進一步地，所述奈米碳管拉膜中多數奈米碳管係通過凡得瓦力首尾相連。具體地，所述奈米碳管拉膜中基本朝同一方向延伸的大多數奈米碳管中每一奈米碳管與在延伸方向上相鄰的奈米碳管通過凡得瓦力首尾相連。所述奈米碳管拉膜的基本朝同一方向延伸的多數奈米碳管中並列的奈米碳管之間存在複數個間隙。所述間隙的寬度為10奈米到10微米；優選地，所述間隙的寬度為1微米到10微米；更優選地，所述間隙的寬度為5微米到10微米。所述複數個間隙的總面積佔所述奈米碳管拉膜表面積的比例可達到80%以上；優選地，所述複數個間隙的總面積佔所述奈米碳管拉膜表面積的比例為90%以上; 更優選地，所述複數個間隙的總面積佔所述奈米碳管拉膜表面積的比例為95%以上。所述奈米碳管拉膜的透光率與所述複數個間隙的總面積佔所述奈米碳管拉膜表面積的比例有關，即，所述奈米碳管拉膜的透光率可達到80%以上；優選地，所述奈米碳管拉膜的透光率為90%以上; 更優選地，所述奈米碳管拉膜的透光率為95%以上。所述奈米碳管拉膜對600KHz -2000 MHz的電磁波的透過率可達到80%以上。具體地，該奈米碳管拉膜對300MHz -1500MHz的電磁波的透過率為80%以上；優選地，該奈米碳管拉膜對300MHz -1500MHz的電磁波的透過率為90%以上；更優選地，該奈米碳管拉膜對300MHz -1500MHz的電磁波的透過率為95%以上。
當然，所述奈米碳管拉膜中存在少數隨機排列的奈米碳管，這些奈米碳管不會對奈米碳管拉膜中大多數奈米碳管的整體取向排列構成明顯影響。所述自支撐為奈米碳管拉膜不需要大面積的載體支撐，而只要相對兩邊提供支撐力即能整體上懸空而保持自身膜狀狀態，即將該奈米碳管拉膜置於（或固定於）間隔一定距離設置的兩個支撐體上時，位於兩個支撐體之間的奈米碳管拉膜能夠懸空保持自身膜狀狀態。所述自支撐主要通過奈米碳管拉膜中存在連續的通過凡得瓦力首尾相連延伸排列的奈米碳管而實現。具體地，所述奈米碳管拉膜中基本朝同一方向延伸的多數奈米碳管，並非絕對的直線狀，可以適當的彎曲；或者並非完全按照延伸方向上排列，可以適當的偏離延伸方向。因此，不能排除奈米碳管拉膜的基本朝同一方向延伸的多數奈米碳管中並列的奈米碳管之間可能存在部分接觸。
所述透明奈米碳管層可以包括複數個層疊設置的奈米碳管拉膜。相鄰的兩個奈米碳管拉膜之間通過凡得瓦力緊密相連。相鄰兩個奈米碳管拉膜中的奈米碳管的延伸方向形成一交叉角α，該交叉角α大於等於0度小於等於90度。由該奈米碳管拉膜層疊而成的透明奈米碳管層對600KHz -2000 MHz的電磁波的透過率不會顯著降低，還可以達到80%以上。
所述奈米碳管碾壓膜包括均勻分佈的奈米碳管，奈米碳管無序，沿同一方向或不同方向擇優取向排列。請參見圖3，優選地，所述奈米碳管碾壓膜中的奈米碳管基本沿同一方向延伸且平行於該奈米碳管碾壓膜的表面。所述奈米碳管碾壓膜中的奈米碳管相互交疊。所述奈米碳管碾壓膜中奈米碳管之間通過凡得瓦力相互吸引，緊密結合，使得該奈米碳管碾壓膜具有很好的柔韌性，可以彎曲折疊成任意形狀而不破裂。且由於奈米碳管碾壓膜中的奈米碳管之間通過凡得瓦力相互吸引，緊密結合並形成複數個間隙，使奈米碳管碾壓膜為一自支撐的結構，可無需基底支撐，自支撐存在。所述間隙的寬度為10奈米到10微米。該奈米碳管碾壓膜可通過碾壓一奈米碳管陣列獲得。該奈米碳管陣列形成在一基體表面，所製備的奈米碳管碾壓膜中的奈米碳管與該奈米碳管陣列的基體的表面成一夾角β，其中，β大於等於0度且小於等於15度。優選地，所述奈米碳管碾壓膜中的奈米碳管的軸向基本平行於該奈米碳管碾壓膜的表面。依據碾壓的方式不同，該奈米碳管碾壓膜中的奈米碳管具有不同的排列形式。例如，所述奈米碳管碾壓膜中的奈米碳管可以基本沿同一方向排列也可以沿幾個方向排列。該奈米碳管碾壓膜的面積和厚度不限，可根據實際需要選擇。該奈米碳管碾壓膜的面積與奈米碳管陣列的尺寸基本相同。該奈米碳管碾壓膜厚度與奈米碳管陣列的高度以及碾壓的壓力有關，可為1微米~100微米。
請參見圖4，所述奈米碳管絮化膜包括相互纏繞的奈米碳管，該奈米碳管長度可大於10釐米。所述奈米碳管之間通過凡得瓦力相互吸引、纏繞，形成網路狀結構。所述奈米碳管絮化膜各向同性。所述奈米碳管絮化膜中的奈米碳管為均勻分佈，無規則排列，形成大量的微孔結構。所述微孔結構的寬度為10奈米到10微米。可以理解，所述奈米碳管絮化膜的長度、寬度和厚度不限，可根據實際需要選擇，厚度可為1微米~ 100微米。
由於奈米碳管具有優異的力學特性，故，採用上述的透明奈米碳管層作所述導電層20，可使得所述導電層20具有很好的韌性和機械強度。進一步地，由於所述透明奈米碳管層具有複數個間隙，故，由該透明奈米碳管層製備而成的導電層20不會形成一連續的導電結構，因此，該導電層20可以使電磁波透過，而對電磁波不會產生遮罩作用。
進一步的，所述導電層20可一進一步包括一絕緣的聚合物材料，所述聚合物材料可以複合於所述透明奈米碳管層中的間隙，從而形成一複合的透明奈米碳管層。一方面，該聚合物材料的添加可以提高所述導電層20的機械性能；另一方面，所述複合於透明奈米碳管層中的聚合物材料具有絕緣的特性，因此，該複合的透明奈米碳管層不會形成一連續的導電結構，故，該聚合物材料的添加不會顯著降低所述透明奈米碳管層對600KHz -2000 MHz的電磁波的透過率，該複合的透明奈米碳管層對600KHz -2000 MHz的電磁波的透過率還可以達到80%以上。另外，由於所述聚合物材料主要複合於所述透明奈米碳管層中的間隙，故，該聚合物材料的添加也不會顯著影響所述透明奈米碳管層的透光率，所述透明奈米碳管層的透光率還可以達到80%以上。
所述聚合物材料可以為聚乙烯醇（PVA）、聚碳酸酯（PC）、聚丙烯酸酯（NBS）、聚碸（PSF）、聚苯乙烯（PS）、聚酯、聚烯烴或紫外光線固化膠（UV膠）等。
本發明提供的電子裝置具有以下優點：由於所述導電層20為一多孔的奈米碳管層，因此，該導電層20對所述電磁波具有較高的透過率，故，該電子裝置在使用時，所述電磁波元件10以及導電層20可以發揮各自的作用，而不會產生相互干擾。另外，該導電層20可以進一步複合一聚合物材料，從而可以顯著提高該導電層20的機械性能。
綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施例，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡習知本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。
10．．．電磁波元件
20．．．導電層
30．．．支撐框架
圖1為本發明實施例提供的電子裝置的結構示意圖。
圖2為本發明實施例提供的電子裝置中的導電層所使用的奈米碳管拉膜的掃描電鏡照片。
圖3為本發明實施例提供的電子裝置中的導電層所使用的奈米碳管碾壓膜的掃描電鏡照片。
圖4為本發明實施例提供的電子裝置中的導電層所使用的奈米碳管絮化膜的掃描電鏡照片。
10．．．電磁波元件
20．．．導電層
30．．．支撐框架

Claims (12)

  1. 一種可穿透電磁波式導電層，其改良在於，所述導電層為一多孔的奈米碳管層，所述多孔的奈米碳管層包括複數個奈米碳管，所述複數個奈米碳管之間通過凡得瓦力緊密相連，所述多孔的奈米碳管層對600KHz - 2000 MHz的電磁波的透過率達到80%。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的可穿透電磁波式導電層，其中，所述多孔的奈米碳管層包括至少一奈米碳管膜，所述奈米碳管膜包括複數個沿同一方向延伸的奈米碳管。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的可穿透電磁波式導電層，其中，所述沿同一方向延伸的多數奈米碳管中並列的奈米碳管之間存在複數個間隙。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的可穿透電磁波式導電層，其中，所述間隙的寬度為10奈米到10微米。
  5. 如申請專利範圍第3項所述的可穿透電磁波式導電層，其中，所述間隙的寬度為1微米到10微米。
  6. 如申請專利範圍第3項所述的可穿透電磁波式導電層，其中，所述複數個間隙的總面積佔所述奈米碳管膜表面積的比例達到80%以上。
  7. 如申請專利範圍第3項所述的可穿透電磁波式導電層，其中，所述複數個間隙的總面積佔所述奈米碳管膜表面積的比例達到90%以上。
  8. 如申請專利範圍第3項所述的可穿透電磁波式導電層，其中，所述導電層進一步包括一聚合物材料，所述聚合物材料填充於所述奈米碳管層的間隙。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的可穿透電磁波式導電層，其中，所述聚合物材料選自聚乙烯醇、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚碸、聚苯乙烯、聚酯、聚烯烴以及紫外光線固化膠。
  10. 一種電子裝置，包括一電磁波元件以及一靠近所述電磁波元件設置的導電層，所述電磁波元件用於產生或接收電磁波訊號，其改良在於，所述導電層為一多孔的奈米碳管層，其中所述多孔的奈米碳管層對600KHz - 2000 MHz的電磁波的透過率達到80%。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的電子裝置，其中，所述電子裝置包括一液晶顯示屏以及一電磁式觸摸屏，所述電磁式觸摸屏設置在所述液晶顯示屏遠離用戶的表面，且所述導電層設置在所述液晶顯示屏中，所述電磁波元件設置在所述電磁式觸摸屏中。
  12. 如申請專利範圍第10項所述的電子裝置，其中，所述多孔的奈米碳管層包括複數個沿同一方向延伸的奈米碳管，所述沿同一方向延伸的多數奈米碳管中並列的奈米碳管之間存在複數個間隙。
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