为了保证电容式触摸屏的良好灵敏度,传感器必须尽可能靠近激活的手指。因此,覆盖层和传感表面(ITO 与手指分开的层必须具有高介电常数 (ε)。覆盖层材料的介电常数越高,覆盖层越厚。
玻璃介电常数 (ε = 5-8) 明显高于塑料和粘合剂 (ε = 3-4)但仍远高于空气 (ε = 1)。触摸传感器可承受高达或超过 4 毫米相对较厚的玻璃盖,但 2 毫米以上的塑料盖已经很重要了。然而,任何一层空气——即使薄到 0.2 毫米会使标准触摸面板几乎无用。
这也意味着传感器与具有感知曲率的盖玻璃相结合,需要遵循镜头的形状。基于薄膜的传感器将是一个理想的选择,因为只要曲率是圆柱形(在一个方向上)而不是球形(在两个方向上),它们就可以很容易地将地层压在弯曲的覆盖透镜上。现有的薄膜层压设备以将薄膜传感器层压在弯曲的覆盖镜上。
然而,与基于玻璃的传感器相比,基于薄膜的传感器有两个主要限制:
- 薄膜传感器的储存温度限制在 85°C 例如,这对汽车应用程序来说是不够的。
- PET薄膜的光学性能不如玻璃。与基于玻璃的传感器相比,薄膜传感器具有一定程度的雾度、低透明度和双折射——当观察偏振光(如偏振太阳镜)时,这种特性会导致彩虹效应。
行业正在采取多种方法和开发,以尝试和克服遵循产品弯曲形状的传感器的局限性:
该行业已经开发出不同类型的薄膜来改善光学特性,特别是没有双折射(其效果在偏振光下可见):
- 环状烯烃聚合物 (COP)
- 三醋酸纤维素 (TAC)
目前,这些薄膜类型用于偏光片,提高阳光可读性的抗反射膜,因此很可能用偏光太阳镜观看。
尽管使用了几十年,但由于两个主要原因,这些薄膜从未被认为适用于触摸传感器:PET 薄膜的成本相对较低,很难在这种薄膜上可靠涂覆 ITO 实现所需的附着力或耐刮擦性。电影。现在已经商业化了 ITO 涂层 COP 薄膜克服了这一困难。此外,最近出现在市场上 ITO 替代品(如金属网和银纳米线)需要完全不同的应用过程,更容易应用于非 PET 薄膜。然而,这种传感器只克服了 PET 在高温下,薄膜的双折射限制没有改善其他光学特性和暴露。
在这里,薄膜传感器没有层压到现有的硬塑料或玻璃透镜。相反,它们与之相似 IMD 镜片中装饰元素的使用方塑料涂层形成的。这里的限制是,带有透明导电图案的传感器薄膜必须非常坚固和拉伸,以便在成型过程中不受损坏。ITO 它是一种脆性材料,即使涂层很薄,也不能承受这种拉伸而不断裂。
在这里,传感器材料技术的选择是 CNT(碳纳米管)是另一种透明导电材料,直到最近才达到触摸传感器所需的透明导电率。根据最终产品的光学要求,CNT 可涂覆材料 PET 薄膜或其无双折射膜。
该方法的局限性在于,它只能与曲面塑料镜片相结合,而不能与玻璃镜片相结合。
当玻璃减薄到0时.25mm或者更薄的时候,可以在不破裂的情况下弯曲到一定程度。当将厚度的玻璃传感器层压在曲面玻璃透镜上时,该属性将被使用,但该过程处于试验阶段,仅在样品级别上得到证明。由于在层压过程中施加在玻璃上的张力,很难使用液态胶:玻璃总是试图恢复到其自然的平面形状,并且在层压过程中必须保持其弯曲形状,直到胶水固化。
此外,由于重力,液体胶不会均匀分布在弯曲的表面。因此,OCA 薄膜将是该工艺的首选粘合剂。先将其层压在平板玻璃上,再层压在曲面透镜上。即使是平板玻璃也是干的OCA该工艺的成品率也低于液体胶。对于弯曲的玻璃倾向于恢复其平面形状,因此预计层压产量将较低。曲率水平越大,屈服越低。该解决方案的长期可靠性仍有待证明,因为即使在层压过程完成后,分层力仍将保留在玻璃中。
与上述强力弯曲玻璃相反,薄膜玻璃是真正的可弯曲玻璃。它的行为就像一层薄膜,大约有 0.1 毫米厚度相同。这种类型的玻璃像薄膜一样卷成一卷,结合薄柔韧性的优点和玻璃优越的光学性能。然而,很难用如此薄的玻璃制造触摸传感器,专门涂覆 ITO(或任何其他导电透明材料)并将传感图案蚀刻到其上。常规塑料薄膜采用 ITO 涂层并在卷对卷工艺中蚀刻。理论上,玻璃膜由于其柔韧性可以以相同的方式处理。但是,它仍然是玻璃,可能会破裂。为了降低这种风险,玻璃薄膜边缘在卷对卷过程中需要加强,因为玻璃破裂通常来自边缘。试生产线已经建立,但由于投资巨大且过程控制极其困难,尚未投入商业使用。
或者,可以将薄膜玻璃从卷上切割成大片,然后层压到刚性载体上。这允许将常规平板玻璃 ITO 涂层和蚀刻工艺应用于薄膜玻璃。然后必须从载体上取下薄膜玻璃,然后切割成单个传感器,最后将传感器层压到曲面透镜上。这种方法成本高,并且在层压和分层过程中很可能会导致产量损失。
除非上述所有其他解决方案都证明具有适用于各种弯曲触摸传感器应用的显着缺陷或缺点,否则不太可能采用薄膜玻璃解决方案,而这些缺陷或缺点只能通过使用玻璃薄膜来克服。