使用凝胶的柔性电容式多点触控触摸屏及制作方法技术领域
本发明涉及一种柔性电容式触摸屏，具体为使用凝胶的柔性电容式多点触控触摸
屏及制作方法。
背景技术
智能设备的迅猛发展得益于多点触控触摸屏的应用，而可穿戴设备的出现，有力
的拓宽了智能设备终端的试用范围。可穿戴设备要求触摸屏具有柔软的特性，目前的触摸
屏是由透明导体ITO作为导体，玻璃作为绝缘层制成，刚度非常大，不能弯曲拉伸，不能满足
新的要求。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种使用凝胶的柔性
电容式多点触控触摸屏及制作方法，首创制备了具有极低弹性模量的聚丙烯酰胺-氯化锂
凝胶作为透明导体材料，利用另一种具有极低弹性模量的聚二甲基硅氧烷作为透明绝缘保
护材料和介电材料；并首创了一种聚二甲基硅氧烷的表面处理方式，使其与聚丙烯酰胺-氯
化锂凝胶形成牢固的化学粘合；横纵两个聚丙烯酰胺-氯化锂导电层中间隔着聚二甲基硅
氧烷绝缘层，形成电容成交叉点阵排列，外包聚二甲基硅氧烷保护层；在手指触摸时，横纵
两层导电层形成感应电容，通过横纵定位测得触摸点；本发明触摸屏具有柔软，透明度高等
特点，可应用于可穿戴设备以及机器人仿生皮肤等。
为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
使用凝胶的柔性电容式多点触控触摸屏，包括由聚二甲基硅氧烷制成的下保护层
1，化学粘接于下保护层1之上的由聚丙烯酰胺-氯化锂凝胶制成的横向导电层2，化学粘接
在横向导电层2之上的由聚二甲基硅氧烷制成的介电层3，化学粘接于介电层3之上由聚丙
烯酰胺-氯化锂凝胶制成的纵向导电层4，化学粘接于纵向导电层4之上由聚二甲基硅氧烷
做成的保护层5；所述横向导电层2和纵向导电层4均由聚丙烯酰胺-氯化锂凝胶制成的多路
凝胶组成。
本发明使用凝胶的柔性电容式多点触控触摸屏的制作方法，包括如下步骤：
步骤1：将二甲基硅氧烷与引发剂按1：20的质量比混合并搅拌均匀形成混合溶液，
放于真空温箱中抽真空去除气泡；将混合溶液灌入模具中，在50℃下放置3h形成聚二甲基
硅氧烷，得到介电层3；
步骤2：进行聚丙烯酰胺-氯化锂凝胶溶液的配置：在去离子水中加入丙烯酰胺作
为单体，氯化锂作为离子导体，N,N-甲基双丙烯酰胺作为交联剂，α-酮戊二酸作为引发剂，
加入量为每毫升去离子水中含有丙烯酰胺0.124g、氯化锂0.297g、N,N-甲基双丙烯酰胺
0.000075g、α-酮戊二酸0.000256g；将溶液充分搅拌混合均匀并放于真空温箱中抽真空；
步骤3：进行表面处理：首先在聚二甲基硅氧烷制成的介电层3的表面倒入纯甲醇，
浸泡60s；第二步倒掉纯甲醇，倒入占总质量百分之十的苯甲醇的乙醇溶液，浸泡60s；第三
步倒掉苯甲醇的乙醇溶液，再倒入纯甲醇，浸泡60s；第四步倒掉纯甲醇，用去离子水冲洗表
面去除残留物质；将聚二甲基硅氧烷进行上述化学表面处理，使其与聚丙烯酰胺-氯化锂凝
胶形成牢固的化学粘合；
步骤4：使用光掩模技术制备横向导电层2，将聚丙烯酰胺-氯化锂凝胶溶液倒在表
面处理过的聚二甲基硅氧烷制成的介电层3之上，盖上石英玻璃和预设透光纹的光掩模，放
置于100mW/cm2强度的365nm波长的紫外光下交联800s；交联过后用去离子水冲去多余凝胶
溶液，得到聚丙烯酰胺-氯化锂凝胶制成的横向导电层2；
步骤5：在横向导电层2表面倒入步骤1制备的混合溶液，放入模具中，在50℃下放
置3h形成聚二甲基硅氧烷，得到下保护层1；同理在聚二甲基硅氧烷制成的介电层3反面制
备出聚丙烯酰胺-氯化锂凝胶制成的纵向导电层4和聚二甲基硅氧烷制成的保护层5。
本发明首创了具有极高透光率，极低弹性模量的，高拉伸倍数，高导电率的聚丙烯
酰胺-氯化锂凝胶；并首创了一种聚二甲基硅氧烷的表面处理方式，使其与聚丙烯酰胺-氯
化锂凝胶形成牢固的化学粘合。和现有技术相比较，本发明具有如下优点：
1、使用具有极低弹性模量的聚丙烯酰胺-氯化锂凝胶作为导电层，另一种具有极
低弹性模量的聚二甲基硅氧烷作为介电层和保护层，两种材料均具有柔软特性，可大变形；
聚二甲基硅氧烷进行特殊的化学表面处理，使其与聚丙烯酰胺-氯化锂凝胶形成牢固的化
学粘合。因此相比于传统多点触摸屏，该触摸屏具有柔软的特性。
2、使用具有极低弹性模量的聚丙烯酰胺-氯化锂凝胶作为导电层，相较于ITO具有
更高的透光率。另一种具有极低弹性模量的聚二甲基硅氧烷作为介电层和保护层，相较于
玻璃具有更高的透光率。因此相比于传统多点触摸屏，该触摸屏透光率更高。
附图说明
图1为本发明触摸屏的结构俯视图。
图2为本发明触摸屏的结构正视图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
如图1和图2所示，本发明使用凝胶的柔性电容式多点触控触摸屏，包括由聚二甲
基硅氧烷制成的下保护层1，化学粘接于下保护层1之上的由聚丙烯酰胺-氯化锂凝胶制成
的横向导电层2，化学粘接在横向导电层2之上的由聚二甲基硅氧烷制成的介电层3，化学粘
接于介电层3之上由聚丙烯酰胺-氯化锂凝胶制成的纵向导电层4，化学粘接于纵向导电层4
之上由聚二甲基硅氧烷做成的保护层5；所述横向导电层2和纵向导电层4均由聚丙烯酰胺-
氯化锂凝胶制成的多路凝胶组成。聚丙烯酰胺-氯化锂凝胶做成的横向导电层2和纵向导电
层4的图案不限于所展示图案，任何可能的图案都可应用在这类柔性触摸屏中。
本发明使用凝胶的柔性电容式多点触控触摸屏的工作原理为：将横向排列的聚丙
烯酰胺-氯化锂横向导电层2和纵向排列的聚丙烯酰胺-氯化锂纵向导电层4接入测量电路，
形成电容成交叉点阵排列，每一路纵向凝胶和横向排列凝胶形成一个交点，中间隔有聚二
甲基硅氧烷做成的介电层3，交点两端存在电容。在手指触摸时，手指触摸的部位的横纵两
层导电层交点形成感应电容，引起交点两端电容明显增大。在一个测量时间内，测量电路在
横纵两层导电层形成的所有交点间不断扫描，发现电容增大处为手指触摸部位。由于各个
交点互不影响，因此可以实现多点触控。