基于碳纳米管薄膜的电容式触摸板制造技术

本发明专利技术涉及一种基于碳纳米管薄膜的电容式触摸板，包括设置于一个导电基底表面的导电层和两个以上电极，该两个电极分别与导电层和导电基底电连接，所述导电层包括至少一碳纳米管薄膜层，所述碳纳米管薄膜主要由市售单壁碳纳米管、双壁碳纳米管和多壁碳纳米管中的任意一种或二种以上的组合交织的网络组成，其中碳纳米管的用量在0.01～0.7mg/cm2；所述碳纳米管薄膜透光率为50～97％，电导率为30～500Ω/□，拉伸强度在200～2000MPa之间。本发明专利技术的电容式触摸板采用由市售碳纳米管制成的碳纳米管薄膜作为导电层，具有电容值高，灵敏度高、抗干扰能力强，响应速度快、功耗低，且制备工艺简单，可实现大批量、大面积制备，原料易得，成本低廉、对环境友好无污染。

Capacitive touch panel based on carbon nanotube film

The invention relates to a capacitance type touch panel based on carbon nanotube films, including a conductive layer arranged on the conductive substrate surface and more than two electrodes, the two electrodes are respectively connected with the conductive layer and electrically conductive substrate, wherein the conductive layer comprises at least one carbon nanotube film layer, wherein the carbon nanotube film mainly from commercially available single-walled carbon nanotubes, arbitrary double walled carbon nanotubes and multi walled carbon nanotubes in one or more than two kinds of combination of interwoven network components, including carbon nanotubes at a dosage of 0.01 ~ 0.7mg/cm2; the carbon nanotube film transmittance is 50 ~ 97%, 30 ~ 500 ohms / conductivity -. The tensile strength between 200 ~ 2000MPa. The invention of the capacitive touch panel using the carbon nanotube film by commercially made of carbon nanotubes as a conductive layer with high capacitance, high sensitivity, strong anti-interference ability, fast response speed, low power consumption, simple preparation technology, can realize large area preparation, easy availability of raw material cost. Low cost, no pollution to the environment friendly.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种触摸板，尤其涉及一种基于碳纳米管薄膜的电容式触摸板。
技术介绍
触摸板是借由电容感应来获知人体的手指移动情况，但对人体手指热量却并不敏 感。当人的手指接触到板面时，板面上的静电场会发生改变。触摸板传感器只是一个印在 板表面上的手指轨迹传导线路。而在触摸板表面下的一个特殊集成电路板会不停地测量和 报告出此轨迹，从而探知人手指的动作和位置。现有的触摸板主要包括电阻式和电容式两 种。其中，电阻式触摸板因需要压力才能获得相应的信号，导致操作稳定性差，且易老化、灵 敏度低。与电阻式触摸板相比，电容式触摸板可实现多点触控、同时具有快速高灵敏度响 应，是触摸板产品的一个新的发展趋势，正在受到越来越多企业和科研院所的关注和研究 兴趣。但与传统的电阻式触摸板相比，电容式触摸板造价仍然较高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种基于碳纳米管薄膜的电容式触摸板，其利用价格低廉 的碳纳米管薄膜代替传统的导电层，避免了传统导电层制备过程中的高温、高真空操作，大 幅降低了电容式触摸板的制造成本，且该电容式触摸板灵敏度高、响应速度快，从而克服了 现有技术中的不足。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用了如下技术方案一种基于碳纳米管薄膜的电容式触摸板，包括设置于一个导电基底表面的导电层 和两个以上电极，该两个电极分别与导电层和导电基底连接，其特征在于，所述导电层包 括至少一碳纳米管薄膜层，所述碳纳米管薄膜主要由市售单壁碳纳米管、双壁碳纳米管和 多壁碳纳米管中的任意一种或二种以上的组合交织的网络组成，其中碳纳米管的用量在 0. 01 0. 7mg/cm2 ；所述碳纳米管薄膜透光率为50 97%，电导率为30 500 Ω / □，拉伸强度在 200 2000MPa 之间。进一步的讲，所述碳纳米管薄膜是通过如下方法制备的Si、将市售单壁碳纳米管、双壁碳纳米管和多壁碳纳米管中的任意一种或二种以 上的组合加入含Iwt % IOwt %表面活性剂的水溶液，至碳纳米管浓度为0. 01 50mg/mL， 而后将该混合溶液超声预分散Imin 10h，再以100 IOOOrpm的转速球磨1 7天，形成 碳纳米管分散液；S2、对该碳纳米管分散液以1000 20000rpm的速率离心处理0. Ih以上，取上清液作为成膜前溶液；S3、以水将成膜前溶液稀释1 100倍，然后进行成膜工序，其后将形成的碳纳米 管薄膜与基底分离，形成自支持碳纳米管薄膜。作为一种优选的实施方式，所述成膜前溶液还添加有浓度为0.01 10wt%的高分子水稳定剂；所述高分子水稳定剂为分子量在10000 1000000的聚乙烯醇、海藻酸钠和聚乙 烯吡咯烷酮的水溶性高分子中的任意一种或两种以上的组合。作为又一种优选的实施方式，该方法还包括如下步骤S4、以浓度为3 8M的强酸处理所述自支持碳纳米管薄膜0. 1 Mh。所述电容式触摸板包括层叠设置的导电层、介电层和导电基底，导电层和导电基 底分别与至少一上电极和至少一下电极连接，其中，导电层为碳纳米管薄膜层。所述导电基底由导电材料组成，所述介电层由绝缘材料组成。所述电极是采用Au、Pt、Ni、Ag、In和Cu中的任意一种材料或者二种以上材料的 组合制成的。所述碳纳米管薄膜是由金属性碳纳米管薄膜和/或半导体性碳纳米管组成。所述碳纳米管薄膜中还掺杂有金属元素、氮元素、硼元素和高分子化合物中的任 意一种或二种以上的组合。所述电容式触摸板的工作电压小于0. 5V。与现有技术相比，本专利技术的优点在于触摸板所使用的碳纳米管膜可以由商业化 的不同种类的碳纳米管组成，包括单壁碳纳米管，双壁碳纳米管、多壁碳纳米管或其混合 物，最大限度地降低了原材料的成本；同时碳纳米管薄膜可由完全湿化学的方法来实现大 规模大面积制备，进一步有效降低了生产加工成本；触摸板中间的介电层和导电基底可以 选用不同的物质，且介电层的厚度可在十个纳米到几百个微米之间进行调节，使介电层材 料具有很大的可选择性，比如，选用商业化的聚合物薄膜即可满足该触摸板的性能指标；该 触摸板具有较高的电容值，从而灵敏度高、抗干扰能力强；另外，该触摸板具有响应速度快、 功耗低，且制备工艺简单，可实现大批量、大面积制备，成本低廉，环境友好无污染。附图说明图1是本专利技术一个较佳实施例的剖面结构示意图；图2是本专利技术一个较佳实施例的俯视图；图3是本专利技术一个较佳实施例在触摸后电容信号的变化图。具体实施例方式本专利技术提出一种基于碳纳米管薄膜的电容式触摸板，其包括设置于一个导电基底 表面的导电层和两个以上电极，该两个电极分别与导电层和导电基底电连接，该导电层包 括至少一层碳纳米管薄膜层，该碳纳米管薄膜主要由市场上销售的单壁碳纳米管、双壁碳 纳米管和多壁碳纳米管中的任意一种或二种以上的组合交织的网络组成，其中碳纳米管的 用量在 0. 01 0. 7mg/cm2 ；该碳纳米管薄膜透光率为50 97 %，电导率为30 500 Ω / □，拉伸强度在200 2000MPa 之间。进一步的讲，所述碳纳米管薄膜是通过如下方法制备的(具体可参见本案专利技术人 所提出的专利申请号为201010604342. 6的专利技术专利)Si、优选的，将长度在5μπι以上的单壁和/或双壁/多壁碳纳米管加入含Iwt % -IOwt^表面活性剂的水溶液，至碳纳米管浓度为0. 01 50mg/mL，而后将该混合溶 液超声预分散Imin 10h，再以100 IOOOrpm的转速球磨1_7天，形成碳纳米管分散液；S2、对该碳纳米管分散液以1000 20000rpm的速率离心处理0. Ih以上，取上清 液作为成膜前溶液；S3、用水将成膜前溶液稀释1 100倍，然后进行成膜工序，其后将形成的碳纳米 管薄膜与基底分离，形成自支持碳纳米管薄膜，此薄膜的厚度一般在IOnm 50nm左右。需要说明的是，该自支持碳纳米管薄膜的厚度、透光率和导电率可由所用碳纳米 管的量来决定。碳纳米管的用量越高，其强度越大，导电性越好，透光性却随之降低。优选 地，当碳纳米管的含量为O.Olmg/cm2左右时，该自支持碳纳米管薄膜透光率在97%左右，电 导率可低至200 Ω / □，拉伸强度可高达lGPa。前述的表面活性剂可采用常见的离子型或非离子型表面活性剂，优选采用离子型 表面活性剂(参阅《表面活性剂分散碳纳米管的进展》，化工时刊，第21卷第10期，p55-58， 2007年10月)，本专利技术尤其优选采用但不限于十二烷基磺酸钠和十二烷基苯磺酸钠等，其 浓度优选为1 IOwt %。前述的成膜工序可采用真空抽滤或旋涂、喷涂、印刷等成膜方式，而将碳纳米管薄 膜与基底分离的方法可根据成膜工艺的不同而调整。举例而言，若采用真空抽滤成膜方式，其方案具体为取稀释后的碳纳米管分散液 以易溶于有机溶剂的纤维素混纤膜之类的亲水性滤膜抽滤成膜，制得附着在滤膜基底上的 碳纳米管薄膜。相应的，去除该基底的较好方法是将碳纳米管薄膜置于上述有机溶剂中至 基底完全溶解。另外，也可把抽滤后的碳纳米管薄膜和滤膜浸渍到水或含酸、碱、盐等的水 溶液，致使碳纳米管薄膜与亲水性薄膜脱离。若采用印刷、涂覆等成膜方式，其方案具体为采用旋涂、喷涂等方式将稀释后的 碳纳米管分散液于具有玻璃、云母、硅片等具有平整表面的材料上成膜。相本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种基于碳纳米管薄膜的电容式触摸板，包括设置于一导电基底表面的导电层和两个以上电极，该两个电极分别与导电层和导电基底电连接，其特征在于，所述导电层包括至少一碳纳米管薄膜层，所述碳纳米管薄膜主要由市售单壁碳纳米管、双壁碳纳米管和多壁碳纳米管中的任意一种或二种以上的组合交织的网络组成，其中碳纳米管的用量在０．０１～０．７ｍｇ／ｃｍ２；所述碳纳米管薄膜透光率为５０～９７％，电导率为３０～５００Ω／□，拉伸强度在２００～２０００ＭＰａ之间。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：石准，陈新江，王学文，张珽，靳健，
申请(专利权)人：中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所，
类型：发明
国别省市：32