一種可導電的任意曲面的光纖導像屏的制作方法

本發明屬于顯示技術、觸摸屏技術領域，特別是提供了一種可導電的任意曲面的光纖導像屏，可應用于各種電容式觸摸顯示屏。

背景技術：

電容式觸摸顯示屏廣泛應用于手機、筆記版電腦、IPAD等各種小尺寸的顯示屏之上。電容式觸摸屏是將人體或觸摸手指作為一個導電體的觸摸方式，電容式觸摸屏相較于其它形式的觸摸屏具有穩定性高、觸摸靈敏、壽命長等特點。

光纖導像屏是一種可以將一個平面的圖像位移到與之相接觸的光纖導像屏表面的一種導像屏，不僅可以實現不丟像素，而且可以實現將平面或柱面顯示的影像轉化成為內圓球面顯示影像、不規則凹凸面顯示的影像。因為組成光纖導像屏的是緊密堆積在一起的垂直光纖，無論是塑料光纖，還是玻璃光纖，都是不導電的，所以，由它們組成的光纖導像屏也是不導電的。由此，將不導電的光纖導像屏應用于電容式觸摸屏的表面則勢必會造成電容式觸摸屏表面的斷路，進而使電容式觸摸屏用手指觸摸失靈。

本發明提出了一種使光纖導像屏滿足電容式觸摸屏的觸摸要求，并能夠在光纖導像屏上觸摸使電容式觸摸屏動作的一種可導電的任意曲面的光纖導像屏。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種可導電的任意曲面的光纖導像屏，解決了常規的光纖導像屏附著在電容式觸摸屏之上無法實現觸摸的問題和常規的顯示面無法做到任意曲面的問題，以此實現手機顯示屏、IPAD顯示屏、筆記本顯示屏等帶電容式觸摸屏的小尺寸顯示的顯示實現人性化、無邊框化以及視覺上的大屏幕化、沉浸化。

本發明的原理是光纖的可彎曲、可導光、可成像原理，以及電容式觸摸屏的觸控原理，即：通過在平行與光纖的方向均勻排列一些相比光纖更細的細金屬絲、或在光纖皮層之外鍍導電膜、或在光纖之間填充納米級導電顆粒、或在光纖之間澆注相比光纖皮層更低熔點的流動性好的低熔點合金等方法，使光纖導像屏既能滿足圖像放大、圖像曲面和垂直于光纖導像屏表面(或平行于光纖排列方向)的導電功能，進而滿足將手機顯示屏的平面顯示、圓柱形曲面顯示轉化為內圓球面顯示并能不影響手機的觸控功能。

本發明包括光纖1、導電鍍膜2、入光(或入像)面層3、出光(或出像面)層4，如圖1。導電鍍膜2可以是噴鍍或沾附在光纖1之上，入光或入像面層3在光纖1的入光面(上)，出光或出像面層4在光纖(1)的出光面上，該光纖導像屏是內圓球面、不規則凹凸面或浮雕面。

一種可導電的任意曲面的光纖導像屏可以是內圓球面、不規則凹凸面、浮雕面，如圖2～4所示。

本發明的光纖1可以是塑料光纖，也可以是石英光纖。

本發明的光纖1可以是直徑范圍為0.01～0.2mm的圓柱體光纖，也可以是最大對角線范圍為0.01～0.2mm的截面是六邊形的光纖，還可以是滿足歐拉公式的其它多邊形光纖，比如：截面是四邊形、八邊形的光纖等。

本發明的光纖1的皮層之外可以是鍍黑膜的，也可以是不鍍黑膜的。如果是鍍黑膜的，黑膜的厚度范圍為0～25um。

本發明的導電鍍膜2可以是噴鍍或沾附在光纖1之上的導電薄膜，噴鍍于光纖1皮層表面的導電膜可以是閉環的，也可以是不閉環的，如圖5所示，導電膜的厚度為1～25um。

本發明的導電鍍膜2可采用黑膜和導電鍍膜合二為一的方法，可使用摻雜納米級石墨粉或石墨烯的導電油墨、導電墨水等實現鍍膜；也可以使用其它可導電的黑色材料作為光纖1皮層之外的鍍膜，比如：黑灰色鎳導電漆等實現鍍膜，復合鍍膜的厚度為1～25um。

本發明的導電薄膜2也可以是填充于排列好的光纖1縫隙之間的納米級導電顆粒，納米級導電顆粒的直徑范圍為0.2～5um，納米級導電顆粒可以是納米級石墨粉、石墨烯、銅粉、銀粉等，也可以是其它導電性能良好的納米級顆粒。

本發明的導電膜2還可以是與光纖1等長度的混排在光纖1間隙之內的細導電絲，比如：細銅絲、細銀絲等，如圖6所示。細導電絲的直徑范圍為：0.003～0.1，細導電絲在一種可導電的任意曲面的光纖導像屏上的分布率范圍為：1～10根/mm²。

本發明的導電膜2在光纖1選用石英光纖時，也可以是采用熔點低于石英光纖皮層材料熔點至少200℃以上的導電率高且流動性好的低熔點合金澆注于排列完成的光纖1的縫隙之間，比如：錫鉛合金、銀銅錫合金、銀銅鎘合金等。

本發明的光纖1是塑料光纖時，實施的方法是：在光纖的拉制過程中，在光纖的皮層表面噴鍍導電薄膜或沾附上導電線2；之后是順序排列于模具之中并成型，形成導電絲或導電薄膜均布的光纖傳導層；再后是對光纖傳導層進行機械加工或雕刻至設計的曲面形狀；最后是對已經形成的設計曲面的光纖傳導層進行表面處理，形成一種可導電的任意曲面的光纖導像屏。

本發明的光纖1是石英光纖時，實施方法是：陽模為一種可導電的任意曲面光纖導像屏的顯示面形狀的反形狀，將排列好的光纖1通過陽模向后推，將排列好的光纖1的與陽模的接觸面壓成一種可導電的任意曲面光纖導像屏要求的表面形狀；之后可通過熱成型或澆注低熔點導電合金使光纖1成型，然后用水切割將與顯示屏接觸的接觸面切割成平面；最后是對已經形成的設計曲面的光纖傳導層進行表面處理，形成一種可導電的任意曲面的光纖導像屏。

本發明的實施方法也可以是通過3D打印的方法形成一種可導電的任意曲面的光纖導像屏形狀，具體方法是采用圓環套圓環的3D打印噴頭，如圖7所示，截面為三個同心圓，從內往外數其中第一個圓與第二個圓之間的間隙要遠大于第二個圓與第三個圓之間的間隙，圓與圓之間的間隙都遠遠小于內圓的直徑，第一個圓心噴頭打印的是光纖的芯材材料，第一個圓與第二個圓的環形間隙打印的是光纖的皮層材料，第三個圓即最外層圓環打印的是可導電的鍍膜材料。當光纖的皮層為可導電的皮層時，可省略第三個圓最外圓環之間的3D打印噴頭，變為兩個同心圓形狀的內噴頭和外圓環形噴頭，如圖8所示。

本發明一種可導電的任意曲面的光纖導像屏的入光(或入像)面層可以是平面的如圖9所示，也可以是曲面的(如圖10所示)。

本發明一種可導電的任意曲面的光纖導像屏的出光(或出像)面可以是內圓球面的，也可以是不規則凹凸面的，還可以是浮雕面的，如圖2～4所示.

本發明的入光(或入像)面層3是與光纖芯材有親和力的可固化、可導電的高透明液體，噴鍍、涂膜在光纖1入光頭并固化之后形成入光(或入像)面層3，比如：可采用可導電的透明硅膠類材料；也可以是其它可以濺鍍于光纖1制成的光纖傳導層表面的高透明導電材料，鍍膜之后形成入光(或入像)面層3，比如：可采用ITO電極類材料。本發明的入光(或入像)面層3的厚度范圍為0～0.01mm，在入光(或入像)面高度拋光時，可以為零。

本發明的出光(或出像面)層4是與光纖芯材有親和力的固化之后折射率小于1.5的高透明液體之中添加重量小于高透明液體重量2％的納米光擴散劑顆粒和重量小于高透明液體重量2％的黑色劑，其中黑色劑是可以導電的納米級的石墨顆粒、石墨烯或其它可導電材料，噴鍍或涂膜在光纖1出光頭并固化之后形成出光(或出像面)層4。本發明的出光(或出像面)層4厚度范圍為0～0.05mm，在不考慮對比度和視角時，其厚度可以為零。

本發明的一種可導電的任意曲面的光纖導像屏的表面電阻率大于垂直于其表面或平行于光纖方向的電阻率，既：入光(或入像)面層3和出光(或出像面)層4的電阻率大于一種可導電的任意曲面的光纖導像屏在厚度方向的電阻率。

本發明的優點在于：既可以解決顯示屏的無邊框問題、任意曲面問題，也可以解決光纖導像屏之上的觸控問題。對于手機、IPAD之類的小型顯示屏實現人性化顯示具有重要意義。

附圖說明

圖1為本發明組成示意圖。其中，光纖1、導電鍍膜2、入光(或入像)面層3、出光(或出像面)層4。

圖2為可導電的任意曲面的光纖導像屏是內圓球面的示意圖。

圖3為可導電的任意曲面的光纖導像屏是內圓球面的、不規則凹凸面的示意圖。

圖4為可導電的任意曲面的光纖導像屏是內圓球面的浮雕面示意圖。

圖5為導電鍍膜2閉環或開環的示意圖，其中，光纖1、導電鍍膜2。

圖6為導電鍍膜2用導電絲時，與光纖1混排的示意圖。

圖7為三個同心圓的3D打印噴頭的示意圖。

圖8為兩個同心圓的3D打印噴頭的示意圖。

圖9為一種可導電的任意曲面的光纖導像屏的入光(或入像)面是平面的示意圖。

圖10為一種可導電的任意曲面的光纖導像屏的入光(或入像)面是曲面的示意圖。

具體實施方式

圖1～10為本發明的一種具體實施方式。

本發明包括光纖1、導電鍍膜2、入光(或入像)面層3、出光(或出像面)層4組成，如圖1。

一種可導電的任意曲面的光纖導像屏可以是內圓球面、不規則凹凸面、浮雕面，如圖2～4所示。

本發明的光纖1可以是塑料光纖，也可以是石英光纖。

本發明的光纖1可以是直徑范圍為0.01～0.2mm的圓柱體光纖，也可以是最大對角線范圍為0.01～0.2mm的截面是六邊形的光纖，還可以是滿足歐拉公式的其它多邊形光纖，比如：截面是四邊形、八邊形的光纖等。

本發明的光纖1的皮層之外可以是鍍黑膜的，也可以是不鍍黑膜的。如果是鍍黑膜的，黑膜的厚度范圍為0～25um。

本發明的導電鍍膜2可以是噴鍍或沾附在光纖1之上的導電薄膜，噴鍍于光纖1皮層表面的導電膜可以是閉環的，也可以是不閉環的，如圖5所示，導電膜的厚度為1～25um。

本發明的導電鍍膜2可采用黑膜和導電鍍膜合二為一的方法，可使用摻雜納米級石墨粉或石墨烯的導電油墨、導電墨水等實現鍍膜；也可以使用其它可導電的黑色材料作為光纖1皮層之外的鍍膜，比如：黑灰色鎳導電漆等實現鍍膜，復合鍍膜的厚度為1～25um。

本發明的導電薄膜2也可以是填充于排列好的光纖1縫隙之間的納米級導電顆粒，納米級導電顆粒的直徑范圍為0.2～5um，納米級導電顆粒可以是納米級石墨粉、石墨烯、銅粉、銀粉等，也可以是其它導電性能良好的納米級顆粒。

本發明的導電膜2還可以是與光纖1等長度的混排在光纖1間隙之內的細導電絲，比如：細銅絲、細銀絲等，如圖6所示。細導電絲的直徑范圍為：0.003～0.1，細導電絲在一種可導電的任意曲面的光纖導像屏上的分布率范圍為：1～10根/mm²。

本發明的導電膜2在光纖1選用石英光纖時，也可以是采用熔點低于石英光纖皮層材料熔點至少200℃以上的導電率高且流動性好的低熔點合金澆注于排列完成的光纖1的縫隙之間，比如：錫鉛合金、銀銅錫合金、銀銅鎘合金等。

本發明的光纖1是塑料光纖時，實施的方法是：在光纖的拉制過程中，在光纖的皮層表面噴鍍導電薄膜或沾附上導電線2；之后是順序排列于模具之中并成型，形成導電絲或導電薄膜均布的光纖傳導層；再后是對光纖傳導層進行機械加工或雕刻至設計的曲面形狀；最后是對已經形成的設計曲面的光纖傳導層進行表面處理，形成一種可導電的任意曲面的光纖導像屏。

本發明的光纖1是石英光纖時，實施方法是：陽模為一種可導電的任意曲面光纖導像屏的顯示面形狀的反形狀，將排列好的光纖1通過陽模向后推，將排列好的光纖1的與陽模的接觸面壓成一種可導電的任意曲面光纖導像屏要求的表面形狀；之后可通過熱成型或澆注低熔點導電合金使光纖1成型，然后用水切割將與顯示屏接觸的接觸面切割成平面；最后是對已經形成的設計曲面的光纖傳導層進行表面處理，形成一種可導電的任意曲面的光纖導像屏。

本發明的實施方法也可以是通過3D打印的方法形成一種可導電的任意曲面的光纖導像屏形狀，具體方法是采用圓環套圓環的3D打印噴頭，如圖7所示，截面為三個同心圓，從內往外數其中第一個圓與第二個圓之間的間隙要遠大于第二個圓與第三個圓之間的間隙，圓與圓之間的間隙都遠遠小于內圓的直徑，第一個圓心噴頭打印的是光纖的芯材材料，第一個圓與第二個圓的環形間隙打印的是光纖的皮層材料，第三個圓即最外層圓環打印的是可導電的鍍膜材料。當光纖的皮層為可導電的皮層時，可省略第三個圓最外圓環之間的3D打印噴頭，變為兩個同心圓形狀的內噴頭和外圓環形噴頭，如圖8所示。

本發明一種可導電的任意曲面的光纖導像屏的入光(或入像)面可以是平面的(如圖9)，也可以是曲面的(如圖10所示)。

本發明一種可導電的任意曲面的光纖導像屏的出光(或出像)面可以是內圓球面的，也可以是不規則凹凸面的，還可以是浮雕面的，如圖2～4所示。

本發明的入光(或入像)面層3是與光纖芯材有親和力的可固化、可導電的高透明液體，噴鍍、涂膜在光纖1入光頭并固化之后形成入光(或入像)面層3，比如：可采用可導電的透明硅膠類材料；也可以是其它可以濺鍍于光纖1制成的光纖傳導層表面的高透明導電材料，鍍膜之后形成入光(或入像)面層3，比如：可采用ITO電極類材料。本發明的入光(或入像)面層3的厚度范圍為0～0.01mm，在入光(或入像)面高度拋光時，可以為零。

本發明的出光(或出像面)層4是與光纖芯材有親和力的固化之后折射率小于1.5的高透明液體之中添加重量小于高透明液體重量2％的納米光擴散劑顆粒和重量小于高透明液體重量2％的黑色劑，其中黑色劑是可以導電的納米級的石墨顆粒、石墨烯或其它可導電材料，噴鍍或涂膜在光纖1出光頭并固化之后形成出光(或出像面)層4。本發明的出光(或出像面)層4厚度范圍為0～0.05mm，在不考慮對比度和視角時，其厚度可以為零。

本發明的一種可導電的任意曲面的光纖導像屏的表面電阻率大于垂直于其表面或平行于光纖方向的電阻率，既：入光(或入像)面層3和出光(或出像面)層4的電阻率大于一種可導電的任意曲面的光纖導像屏在厚度方向的電阻率。