一种触觉反馈器件及其制备方法、电子设备技术

本申请公开了一种触觉反馈器件及其制备方法、电子设备，触觉反馈器件包括基板；导电层，设于所述基板上；绝缘层，设于所述导电层上；所述绝缘层采用高分子聚合物材料，所述高分子聚合物材料中掺杂有纳米颗粒，所述纳米颗粒的介电常数大于8小于1100。将高介电纳米颗粒掺杂在高分子聚合物当中，组成具有高介电性质的绝缘层，从而提升触觉反馈器件敏感度及安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种触觉反馈器件及其制备方法、电子设备
本申请涉及显示面板领域，尤其地涉及一种触觉反馈器件及其制备方法、电子设备。
技术介绍
五感是人类感知世界的媒介，分别是视觉、听觉、嗅觉、味觉和触觉。触觉使感受更加真实，但目前交互领域中，触觉方向的开发只占15％，仍处于起步阶段。触觉反馈，是通过裸指触摸屏幕来感知视觉对象的形状、纹理等触觉特征，利用人类的触觉感知通道提高人机交互操作的真实性和沉浸感。因此，叠加触觉反馈功能在显示面板上，将会拓展显示面板的应用领域，并提升受众感受，如虚拟键盘、VR商品展示、盲人阅读器等。Hugh等人报道关于表面触感的形成原因，并利用静电力设备控制激励信号幅度等参量，从而改变表面触感，经典的静电力触觉反馈模型，由三层构成，分别为基板、导电层和绝缘层，公式如下：其中V(t)为电容两极之间的电压，d为绝缘层的厚度，A为电极的面积，ε0为真空中介电常数，ε为绝缘层的介电常数，F为用户所感受的静电力。为了保持具有较高的静电力，可通过增大电压来增大刺激，但电压的增大，会带来安全性的问题。因此，确有必要来开发一种新型的触觉反馈器件，以克服现有技术的缺陷。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种触觉反馈器件，其能够解决现有技术中为了使受众感受到较强的触觉反馈，通过增大电压来增大刺激，但电压的增大，会带来安全性的问题。为实现上述目的，本专利技术提供一种触觉反馈器件，包括基板；导电层，设于所述基板上；绝缘层，设于所述导电层上；所述绝缘层采用高分子聚合物材料，所述高分子聚合物材料中掺杂有纳米颗粒，所述纳米颗粒的介电常数大于8小于1100。将高介电纳米颗粒掺杂在高分子聚合物当中，组成具有高介电性质的绝缘层，从而提升触觉反馈器件敏感度及安全性。采用高介电绝缘层，可使绝缘层达到微米级，较低电压下仍可具有较强的触感。进一步的，在其他实施方式中，其中，所述纳米颗粒采用氧化钛金红石相纳米颗粒、钛酸钡纳米颗粒、钛酸锶钡纳米颗粒、二氧化锆纳米颗粒、五氧化二钽纳米颗粒、二氧化铪纳米颗粒、氧化铝纳米颗粒或氧化镧纳米颗粒中的一种或多种。其中氧化钛金红石相纳米颗粒的介电常数为110，钛酸钡纳米颗粒的介电常数为145，钛酸锶钡纳米颗粒的介电常数为1000，二氧化锆纳米颗粒的介电常数为25，五氧化二钽纳米颗粒的介电常数为18.5-27.5，二氧化铪纳米颗粒的介电常数为21，氧化铝纳米颗粒的介电常数为9。进一步的，在其他实施方式中，其中所述高分子聚合物材料采用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚乙烯醇(PVA)、聚苯乙烯(PS)、聚乙烯基苯酚(PVP)、聚甲基丙烯酸叔丁酯(PMBA)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或丙二醇甲醚醋酸酯(PGMEA)中的一种或多种。当需要绝缘层刚性较强时，可选择PMMA作为高分子聚合物材料，如需要具有较好的弹性，可选择PMBA作为高分子聚合物材料。进一步的，在其他实施方式中，其中所述导电层为单电极电路或双电极电路，所述导电层的材料采用铜金属或银金属或铟锡氧化物半导体。进一步的，在其他实施方式中，其中所述绝缘层的厚度为4nm-20000nm；用户所感受的静电力，与所述绝缘层的介电常数呈正比，与所述绝缘层的厚度呈反比；然而安全性与所述绝缘层的厚度呈正比，所述绝缘层的厚度越大，安全性越强。因此本专利技术在保证所述绝缘层的厚度的同时，提高所述绝缘层的介电常数，使得保持具有较高的静电力。为实现上述目的，本专利技术还提供一种制备方法，用以制备本专利技术涉及的所述触觉反馈器件，制备方法包括以下步骤：提供一基板；制备导电层于所述基板上；将纳米颗粒掺杂于高分子聚合物形成混合溶液；将所述混合溶液涂布于所述导电层上形成绝缘层。进一步的，在其他实施方式中，其中将纳米颗粒掺杂于高分子聚合物形成混合溶液的步骤包括对所述纳米颗粒进行表面疏水化处理，将表面疏水化处理过的所述纳米颗粒分散在含有所述高分子聚合物的三氯甲苯溶液中形成混合溶液。进一步的，在其他实施方式中，其中采用搅拌或超声分散的方式将所述纳米颗粒分散在含有所述高分子聚合物的三氯甲苯溶液中。进一步的，在其他实施方式中，其中采用激光镭射或原位还原或成膜刻蚀的方式制备导电层于所述基板上。进一步的，在其他实施方式中，其中将所述混合溶液采用旋涂或刮涂或喷墨打印的方式涂布于所述导电层上，将所述混合溶液涂布于所述导电层上后，然后对所述混合溶液进行紫外线固化或高温固化，形成固态的绝缘层。进一步的，在其他实施方式中，其中所述基板采用玻璃。为实现上述目的，本专利技术还提供一种电子设备，包括本专利技术涉及的所述触觉反馈器件。具体地，一种显示装置，包括下偏光片；液晶显示面板，设于所述下偏光片上；本专利技术涉及的所述触觉反馈器件，设于所述液晶显示面板上；上偏光片，设于所述触觉反馈器件上。所述触觉反馈器件放置在显示面板上，为外挂式结构。相对于现有技术，本专利技术的有益效果在于：本专利技术提供一种触觉反馈器件及其制备方法、电子设备，将高介电纳米颗粒掺杂在高分子聚合物当中，组成具有高介电性质的绝缘层，从而提升触觉反馈器件敏感度及安全性。用户所感受的静电力，与绝缘层的介电常数呈正比，与绝缘层的厚度呈反比；然而安全性与所述绝缘层的厚度呈正比，绝缘层的厚度越大，安全性越强。因此本专利技术在保证所述绝缘层的厚度的同时，提高所述绝缘层的介电常数，使得触觉反馈器件仍保持具有较高的静电力。进一步地，将纳米颗粒掺杂于高分子聚合物中，再采用旋涂或者刮涂或者喷墨打印的方法涂布于导电层上形成绝缘层，方法简便，易于操作，有利于大尺寸量产使用。附图说明下面结合附图，通过对本申请的具体实施方式详细描述，将使本申请的技术方案及其它有益效果显而易见。图1为本专利技术实施例提供的触觉反馈器件的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的触觉反馈器件的制备方法的流程图；图3为本专利技术实施例提供的显示装置的结构示意图。附图说明：触觉反馈器件-100；基板-10；导电层-20；绝缘层-30；高分子聚合物材料-31；纳米颗粒-32；显示装置-200；下偏光片-110；液晶显示面板-120；上偏光片-130。具体实施方式下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种触觉反馈器件，其特征在于，包括/n基板；/n导电层，设于所述基板上；/n绝缘层，设于所述导电层上；/n所述绝缘层采用高分子聚合物材料，所述高分子聚合物材料中掺杂有纳米颗粒，所述纳米颗粒的介电常数大于8小于1100。/n

【技术特征摘要】
1.一种触觉反馈器件，其特征在于，包括
基板；
导电层，设于所述基板上；
绝缘层，设于所述导电层上；
所述绝缘层采用高分子聚合物材料，所述高分子聚合物材料中掺杂有纳米颗粒，所述纳米颗粒的介电常数大于8小于1100。


2.根据权利要求1所述的触觉反馈器件，其特征在于，所述纳米颗粒采用氧化钛金红石相纳米颗粒、钛酸钡纳米颗粒、钛酸锶钡纳米颗粒、氧化锆纳米颗粒、五氧化二钽纳米颗粒、二氧化铪纳米颗粒、氧化铝纳米颗粒或氧化镧纳米颗粒中的一种或多种。


3.根据权利要求1所述的触觉反馈器件，其特征在于，所述高分子聚合物材料采用聚甲基丙烯酸甲酯、聚二甲基硅氧烷、聚乙烯醇、聚苯乙烯、聚乙烯基苯酚、聚甲基丙烯酸叔丁酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯或丙二醇甲醚醋酸酯中的一种或多种。


4.根据权利要求1所述的触觉反馈器件，其特征在于，所述绝缘层的厚度为4nm-20000nm。


5.一种制备方法，用以制备如权利要求1所述的触觉反馈器件，其特征在于，包括以下步骤：
提供一基板；

【专利技术属性】
技术研发人员：张愉，江淼，姚江波，陈黎暄，张鑫，
申请(专利权)人：深圳市华星光电半导体显示技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44