CN102109917A - 触摸屏及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种触摸屏及其制备方法，该触摸屏包括一透明导电层、一粘胶层以及一基体，该透明导电层包括一碳纳米管层，该碳纳米管层通过所述粘胶层固定于所述基体上，该碳纳米管层的表面粗糙度Ra小于或等于0.1微米。本发明提供的触摸屏的制备方法通过采用一压平工具将所述碳纳米管层压平，使得碳纳米管层的表面粗糙度Ra等于或小于0.1微米。所述碳纳米管层具有均匀的阻值分布及良好的柔韧性的特点，因此，上述触摸屏具有较好的耐用性及灵敏度。

Description

触摸屏及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种触摸屏及其制备方法，尤其涉及一种采用碳纳米管的触摸屏及其制备方法。

背景技术

近年来，伴随着移动电话与触摸导航系统等各种电子设备的高性能化和多样化的发展，在液晶等显示设备的前面安装透光性的触摸屏的电子设备逐步增加。这样的电子设备的利用者通过触摸屏，一边对位于触摸屏背面的显示设备的显示内容进行视觉确认，一边利用手指或笔等按压触摸屏来进行操作。由此，可以操作电子设备的各种功能。

按照触摸屏的工作原理和传输介质的不同，现有的触摸屏分为四种类型，分别为电阻式、电容式、红外线式以及表面声波式。其中电容式触摸屏和电阻式触摸屏的应用比较广泛(K.Noda，K.Tanimura，Electronics andCommunications in Japan，Part 2，Vol.84，No.7，P40(2001)；李树本，王清弟，吉建华，光电子技术，Vol.15，P62(1995))。

现有技术中的电容式和电阻式触摸屏通常包括一个作为透明导电层的铟锡氧化物层(ITO层)，Kazuhiro Noda等在文献Production of TransparentConductive Films with Inserted SiO₂ Anchor Layer，and Application to aResistive Touch Panel(Electronics and Communications in Japan，Part 2，Vol.84，P39～45(2001))中介绍了一种采用ITO/SiO₂/PET层的触摸屏。然而，ITO层作为透明导电层通常采用离子束溅射或蒸镀等工艺制备，在制备的过程，需要较高的真空环境及需要加热到200～300℃，因此，使得ITO层的制备成本较高。此外，ITO层在不断弯折后，其弯折处的电阻有所增大，其作为透明导电层具有机械和化学耐用性不够好的缺点，且存在电阻不均匀且电阻值范围较小的现象。从而导致现有的触摸屏存在耐用性差、灵敏度低及准确性较差等缺点。

发明内容

有鉴于此，确有必要提供一种耐用性好、准确性高及灵敏度高的触摸屏及具有成本较低的触摸屏的制备方法。

一种触摸屏，包括：一基体、具有一表面；一透明导电层，该透明导电层设置于所述基体的表面；以及两个第一电极及两个第二电极，该两个第一电极及两个第二电极分别间隔设置且与所述透明导电层电连接，以使所述透明导电层形成等电位面；其中，所述触摸屏进一步包括一粘胶层，所述透明导电层包括一碳纳米管层，该碳纳米管层通过所述粘胶层固定于所述基体的表面，该碳纳米管层的表面粗糙度的轮廓算术平均偏差小于或等于0.1微米。

一种触摸屏，包括：一第一电极板，该第一电极板板包括一第一基体及一第一透明导电层，该第一透明导电层设置于所述第一基体；以及一第二电极板，该第二电极板包括一第二基体及一第二透明导电层，该第二透明导电层设置于所述第二基体，所述第二透明导电层与所述第一透明导电层相对且间隔设置；其中，所述第一电极板进一步包括一第一粘胶层，所述第一透明导电层包括一碳纳米管层，该碳纳米管层通过所述第一粘胶层固定于所述第一基体表面，该碳纳米管层的表面粗糙度的轮廓算术平均偏差小于或等于0.1微米。

一种触摸屏的制备方法，其包括以下步骤：提供一基体，具有一表面；形成一待固化的粘胶层于所述基体的表面；提供至少一碳纳米管膜，并将至少一碳纳米管膜铺设于所述基体的表面并覆盖所述待固化的粘胶层；施加一压力于所述碳纳米管层，使所述碳纳米管层部分包埋于所述粘胶层中，使得所述碳纳米管层的表面粗糙度的轮廓算术平均偏差小于或等于0.1微米；固化所述待固化的粘胶层；以及形成电极。

与现有技术相比较，本发明提供的触摸屏及其制备方法具有以下优点：第一，碳纳米管具有优异的力学特性使得碳纳米管层具有良好的韧性及机械强度，且耐弯折，故采用碳纳米管层作为透明导电层，可以相应的提高触摸屏的耐用性，且可适用于柔性可弯折触摸屏；第二，由于碳纳米管层由若干碳纳米管组成，且该若干碳纳米管均匀分布，故，该碳纳米管层具有均匀的阻值分布，因此，采用该碳纳米管层作为透明导电层可以相应的提高触摸屏的灵敏度及精确度；第三，由于制备本发明所提供的触摸屏中碳纳米管层的原料成本及工艺成本均比较低，制备方法比较简单；因此，本发明提供的制备方法具有成本低、环保及节能的优点。

附图说明

图1是本发明第一实施例提供的触摸屏的俯视图。

图2是图1的触摸屏沿II～II线剖开的剖面图。

图3是图2中的透明导电层的扫描电镜照片。

图4是图2的透明导电层的表面形貌图。

图5是光束经过图2中的V部分的光路放大图。

图6是当图2中的透明导电层的表面粗糙度的轮廓算术平均偏差(Ra)大于0.1微米时的表面形貌图。

图7是当图2中的透明导电层的表面粗糙度Ra大于0.1微米时，光束经过图2中的V部分的光路放大图。

图8是本发明第一实施例提供的触摸屏的制备流程图。

图9是本发明第二实施例提供的触摸屏的立体结构分解示意图。

图10是本发明第二实施例提供的触摸屏的剖面图。

图11是本发明第二实施例提供的触摸屏的制备流程图。

主要元件符号说明

触摸屏            10；20

基体              12

基体的表面        121

透明导电层        14

碳纳米管          1402

粘胶层            16

凹凸结构          1602

第一电极          18；224

第二电极          17；244

第一电极板        22

第一基体          220

第一透明导电层    222

第一粘胶层        228

第二电极板        24

第二基体          240

第二透明导电层    242

第二粘胶层        248

点状隔离物        26

绝缘框架          28

具体实施方式

下面将结合附图及具体实施例，对本发明提供的触摸屏以及使用该触摸屏的显示装置作进一步的详细说明。

请参阅图1及图2，本发明第一实施例提供一种电容式触摸屏10，该触摸屏10包括一基体12、一透明导电层14、一粘胶层16、两个第一电极18以及两个第二电极17。该基体12具有一表面121。该透明导电层14通过所述粘胶层16设置在基体12的表面121上；所述两个第一电极18以及两个第二电极17分别间隔设置，且与所述透明导电层14电连接，用以在透明导电层14上形成等电位面。

所述基体12为一曲面型或平面型的结构。该基体12具有适当的透明度，且主要起支撑的作用。该基体12由玻璃、石英、金刚石或塑料等硬性材料或柔性材料形成。具体地，所述柔性材料可选择为聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等聚酯材料，或聚醚砜(PES)、纤维素酯、聚氯乙烯(PVC)、苯并环丁烯(BCB)或丙烯酸树脂等材料。本实施例中，所述基体12为一平面型的结构，该基体12为柔性材料聚碳酸酯(PC)。形成所述基体12的材料并不限于上述列举的材料，只要能使基体12起到支撑的作用，并具有适当的透明度即可。

所述粘胶层16的作用是为了使所述透明导电层14更好地粘附于所述基体12的表面121。所述粘胶层16是透明的，该粘胶层16的材料为具有低熔点的热塑胶或UV(Ultraviolet Rays)胶，如PVC或PMMA等。所述粘胶层16的厚度不限，只要其能够将所述透明导电层14固定于所述基体12上，且所述透明导电层14部分露出该粘胶层16外即可。所述粘胶层16的厚度为1纳米～500微米；优选地，所述粘胶层16的厚度为1微米～2微米。本实施例中，所述粘胶层16的材料为PMMA，该粘胶层16的厚度约为1.5微米。

所述透明导电层14为一碳纳米管层。所述碳纳米管层由若干碳纳米管组成，该碳纳米管层中大多数碳纳米管的延伸方向基本平行于该碳纳米管层的表面。所述碳纳米管层的厚度不限，可以根据需要选择；所述碳纳米管层的厚度为0.5纳米～100微米；优选地，该碳纳米管层的厚度为100纳米～200纳米。由于所述碳纳米管层中的碳纳米管均匀分布且具有很好的柔韧性，使得该碳纳米管层具有很好的柔韧性，可以弯曲折叠成任意形状而不易破裂。

所述碳纳米管层中的碳纳米管包括单壁碳纳米管、双壁碳纳米管及多壁碳纳米管中的一种或多种。所述单壁碳纳米管的直径为0.5纳米～50纳米，双壁碳纳米管的直径为1.0纳米～50纳米，多壁碳纳米管的直径为1.5纳米～50纳米。所述碳纳米管的长度大于50微米。优选地，该碳纳米管的长度优选为200微米～900微米。

所述碳纳米管层中的碳纳米管无序或有序排列。所谓无序排列是指碳纳米管的排列方向无规则。所谓有序排列是指碳纳米管的排列方向有规则。具体地，当碳纳米管层包括无序排列的碳纳米管时，碳纳米管相互缠绕或者各向同性排列；当碳纳米管层包括有序排列的碳纳米管时，碳纳米管沿一个方向或者多个方向择优取向排列。所谓“择优取向”是指所述碳纳米管层中的大多数碳纳米管在一个方向或几个方向上具有较大的取向几率；即，该碳纳米管层中的大多数碳纳米管的轴向基本沿同一方向或几个方向延伸。所述碳纳米管层之中的相邻的碳纳米管之间具有间隙，从而在碳纳米管层中形成多个间隙。

所述碳纳米管层包括至少一碳纳米管膜。当所述碳纳米管层包括多个碳纳米管膜时，该碳纳米管膜可以基本平行无间隙共面设置或层叠设置。所述碳纳米管膜包括碳纳米管拉膜、碳纳米管碾压膜和碳纳米管絮化膜。

请参阅图3，所述碳纳米管拉膜是由若干碳纳米管组成的自支撑结构。所述若干碳纳米管沿同一方向择优取向排列。该碳纳米管拉膜中大多数碳纳米管的整体延伸方向基本朝同一方向。而且，所述大多数碳纳米管的整体延伸方向基本平行于碳纳米管拉膜的表面。进一步地，所述碳纳米管拉膜中多数碳纳米管是通过范德华力首尾相连。具体地，所述碳纳米管拉膜中基本朝同一方向延伸的大多数碳纳米管中每一碳纳米管与在延伸方向上相邻的碳纳米管通过范德华力首尾相连。当然，所述碳纳米管拉膜中存在少数随机排列的碳纳米管，这些碳纳米管不会对碳纳米管拉膜中大多数碳纳米管的整体取向排列构成明显影响。所述碳纳米管拉膜不需要大面积的载体支撑，而只要相对两边提供支撑力即能整体上悬空而保持自身膜状状态，即将该碳纳米管膜置于(或固定于)间隔设置的两个支撑体上时，位于两个支撑体之间的碳纳米管膜能够悬空保持自身膜状状态。

具体地，所述碳纳米管拉膜中基本朝同一方向延伸的多数碳纳米管，并非绝对的直线状，可以适当的弯曲；或者并非完全按照延伸方向上排列，可以适当的偏离延伸方向。因此，不能排除碳纳米管拉膜的基本朝同一方向延伸的多数碳纳米管中并列的碳纳米管之间可能存在部分接触。

具体地，所述碳纳米管拉膜包括多个连续且定向排列的碳纳米管片段。该多个碳纳米管片段通过范德华力首尾相连。每一碳纳米管片段包括多个相互平行的碳纳米管，该多个相互平行的碳纳米管通过范德华力紧密结合。该碳纳米管片段具有任意的长度、厚度、均匀性及形状。该碳纳米管拉膜中的碳纳米管沿同一方向择优取向排列。

所述碳纳米管拉膜可通过从碳纳米管阵列直接拉取获得。可以理解，通过将多个碳纳米管拉膜平行且无间隙共面铺设或/和层叠铺设，可以制备不同面积与厚度的碳纳米管层。每个碳纳米管拉膜的厚度可为0.5纳米～100微米。当碳纳米管层包括多个层叠设置的碳纳米管拉膜时，相邻的碳纳米管拉膜中的碳纳米管的排列方向形成一夹角α，0°≤α≤90°。所述碳纳米管拉膜的结构及其制备方法请参见2008年8月13日公开的，公开号为101239712A的中国发明专利申请公开说明书。

所述碳纳米管碾压膜包括均匀分布的多个碳纳米管，该多个碳纳米管无序、沿同一方向或不同方向择优取向排列，该多个碳纳米管的轴向沿同一方向或不同方向延伸。所述碳纳米管碾压膜中的碳纳米管相互部分交叠，并通过范德华力相互吸引，紧密结合。所述碳纳米管碾压膜可通过碾压一碳纳米管阵列获得。该碳纳米管阵列形成在一基底表面，所制备的碳纳米管碾压膜中的碳纳米管与该碳纳米管阵列的基底的表面成一夹角β，其中，β大于等于0度且小于等于15度(0°≤β≤15°)。优选地，所述碳纳米管碾压膜中的碳纳米管的轴向基本平行于该碳纳米管碾压膜的表面。依据碾压的方式不同，该碳纳米管碾压膜中的碳纳米管具有不同的排列形式。该碳纳米管碾压膜的面积和厚度不限，可根据实际需要选择。该碳纳米管碾压膜的面积与碳纳米管阵列的尺寸基本相同。该碳纳米管碾压膜厚度与碳纳米管阵列的高度以及碾压的压力有关，可为1微米～100微米。所述碳纳米管碾压膜及其制备方法请参见2008年12月3日公开的，公开号为CN101314464A的中国发明专利申请公开说明书。

所述碳纳米管絮化膜包括相互缠绕的碳纳米管，该碳纳米管长度可大于10厘米。所述碳纳米管之间通过范德华力相互吸引、缠绕，形成网络状结构。所述碳纳米管絮化膜各向同性。所述碳纳米管絮化膜中的碳纳米管为均匀分布，无规则排列，形成大量的微孔结构。可以理解，所述碳纳米管絮化膜的长度、宽度和厚度不限，可根据实际需要选择，厚度可为1微米～100微米。所述碳纳米管絮化膜及其制备方法请参见2008年10月15日公开的，公开号为CN101284662A的中国发明专利申请公开说明书。

所述透明导电层14通过所述粘胶层16固定于所述基体12上。具体请参阅图5，由于透明导电层14为一碳纳米管层，该碳纳米管层由若干碳纳米管1402组成，且该若干碳纳米管1402之间具有间隙。当该透明导电层14通过粘胶层16粘附于基体12上时，该粘胶层16部分填充于所述透明导电层14中的碳纳米管1402之间的间隙中，且填充于相邻的碳纳米管1402之间的粘胶层16的表面比较平坦。进一步地，所述透明导电层14通过所述粘胶层16固定于基体12表面，通过外加压力的作用所述碳纳米管层部分包埋于所述粘胶层16中，部分暴露于所述粘胶层16外。具体地，所述碳纳米管层中的大多数碳纳米管1402部分表面包埋于粘胶层16中，部分表面暴露于粘胶层16外。从而，一方面该碳纳米管层可通过粘胶层16固定于基体12表面，另一方面，碳纳米管1402暴露的部分可使得透明导电层14的表面具有导电性，以实现触摸屏的功能。

通过粘胶层16固定于基体12的透明导电层14应具有较小的表面粗糙度，即所述碳纳米管层暴露于粘胶层16外的表面具有较小的粗糙度。优选地，该透明导电层14的表面粗糙度越小越好，即透明导电层14的表面越平滑越好，以尽量减少或避免所述触摸屏10在应用时由于光学折射现象出现彩色条纹。请参阅图6及图7，图6可以表现当所述透明导电层14的表面粗糙度Ra大于0.1微米时的形貌。图7为当光束经过表面粗糙度Ra大于0.1微米的透明导电层14时，光束的传播路径。请参阅图7，由于表面张力作用的影响，位于碳纳米管1402之间的间隙中的粘胶层16靠近碳纳米管1402的部分会攀爬到碳纳米管1402的表面，从而形成一凹凸结构1602，即在相邻的两个碳纳米管1402之间，位于中间部分的粘胶层16的高度会低于靠近碳纳米管1402的表面的部分粘胶层16的高度。当复合光束从基体12垂直入射时，由于该粘胶层16的材料与真空的折射率相差较大，位于碳纳米管1402之间的凹凸结构1602相当于光学三棱镜，复合光束经过该光学三棱镜时会产生色散现象，即一部分复合光分散成多个单色光。因此，当从触摸屏10射出的多个分散的单色光进入到使用者的视线时，使用者就会看到所述触摸屏10出现彩色条纹，从而影响触摸屏的分辨率。所以，所述透明导电层14的表面粗糙度Ra小于或等于0.1微米，即，碳纳米管层的表面粗糙度Ra小于或等于0.1微米，优选地，该碳纳米管层的表面粗糙度Ra小于或等于0.01微米。

本实施例中，所述透明导电层14为一层碳纳米管拉膜，该碳纳米管拉膜的厚度约为150纳米。请参阅图4，所述透明导电层14的表面粗糙度Ra在约为0.005微米。该透明导电层14的表面比较平滑，触摸屏10出现彩色条纹的机会会减少或不会出现彩色条纹。当所述透明导电层14的表面粗糙度Ra约为0.005微米，请参阅图5，所述透明导电层14中相邻的碳纳米管1402之间的间隙中填充了部分所述粘胶层16，所述填充于碳纳米管1402之间的间隙中的粘胶层16的表面基本平坦，没有形成凹凸结构。所述碳纳米管1402与粘胶材料基本处于同一平面，使得整个透明导电层14的表面相对平坦、光滑。所述碳纳米管1402与所述粘胶层16的结合处比较平滑，所述复合光束从所述基体12经过所述粘胶层16射出时色散现象非常不明显或几乎不发生色散现象。因此，使用者在使用触摸屏10时，看到的彩色条纹比较弱，或几乎看不到彩色条纹，进而使得触摸屏10的分辨率比较高。

所述两个第一电极18间隔设置在所述透明导电层14或基体12沿第一方向的两端即图1中所示的X方向的两端；所述两个第二电极17间隔设置在所述透明导电层14或基体12沿第二方向的两端即图1中所示的Y方向的两端。其中，所述第一方向与第二方向只要相交即可。所述两个第一电极18以及两个第二电极17可以设置于所述透明导电层14上，也可以设置于所述基体12上，只要保证所述第一电极18以及第二电极17均与所述透明导电层14电连接，且可以在所述透明导电层14上形成均匀的电阻网络即可。具体地，所述第一电极18以及第二电极17可以设置于透明导电层14的同一表面；也可以设置于所述基体12的同一表面；还可设置于透明导电层14与基体12之间；该两个第一电极18以及两个第二电极17还可以设置在透明导电层14的不同表面上。所述两个第一电极18以及两个第二电极17的材料为金属、碳纳米管或其他导电材料，只要确保该两个第一电极18以及两个第二电极17能导电即可。本实施例中，所述第一电极18间隔设置于所述透明导电层14沿X方向的两端，所述第二电极17间隔设置于所述透明导电层14沿Y方向的两端；且X方向与Y方向正交。所述第一电极18以及第二电极17都为条形的银层。

本发明提供一种制备上述触摸屏10的方法，该制备方法包括以下步骤：(w10)提供一基体，具有一表面；(w20)形成一待固化的粘胶层于所述基体的表面；(w30)提供至少一碳纳米管膜；(w40)将所述至少一碳纳米管膜铺设于所述基体的表面，形成一碳纳米管层，该碳纳米管层覆盖所述待固化的粘胶层；(w50)施加一压力于所述碳纳米管层，使所述碳纳米管层部分包埋于所述待固化的粘胶层中，且该碳纳米管层的表面粗糙度Ra小于或等于0.1微米；(w60)固化所述粘胶层；(w70)形成电极。

请参阅图8，所述触摸屏10的制备方法具体包括以下步骤：

在步骤(w10)中，首先，提供一基体12，具有一表面121。其次，清洗所述基体12的表面121。所述清洗方法包括用乙醇或丙酮等有机溶剂清洗所述基体12表面121。可以理解，所述对所述基体12的清洗也可采用其他方法，只需确保所述基体12的表面121无污染物即可。

步骤(w20)通过将热塑胶或UV胶涂覆于所述基体12的表面121，以形成粘胶层16。

步骤(w30)中的碳纳米管膜由若干碳纳米管组成，且该大多数碳纳米管的延伸方向平行于该碳纳米管层的表面。所述碳纳米管膜包括碳纳米管拉膜、碳纳米管碾压膜或碳纳米管絮化膜。所述碳纳米管膜的制备方法可以根据需要选择。本实施例中，所述碳纳米管膜为碳纳米管拉膜，该碳纳米管拉膜的制备方法包括以下步骤：

首先，提供一碳纳米管阵列，优选地，该阵列为超顺排碳纳米管阵列。

本发明实施例提供的碳纳米管阵列为单壁碳纳米管阵列、双壁碳纳米管阵列及多壁碳纳米管阵列中的一种或多种。本实施例中，该超顺排碳纳米管阵列的制备方法采用化学气相沉积法，其具体步骤包括：(a)提供一平整基底，该基底可选用P型或N型硅基底，或选用形成有氧化层的硅基底，本实施例优选为采用4英寸的硅基底；(b)在基底表面均匀形成一催化剂层，该催化剂层材料可选用铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)或其任意组合的合金之一；(c)将上述形成有催化剂层的基底在700℃～900℃的空气中退火约30分钟～90分钟；(d)将处理过的基底置于反应炉中，在保护气体环境下加热到500℃～740℃，然后通入碳源气体反应约5～30分钟，生长得到超顺排碳纳米管阵列，其高度为50微米～5毫米。该超顺排碳纳米管阵列为多个彼此平行且垂直于基底生长的碳纳米管形成的纯碳纳米管阵列。通过上述控制生长条件，该超顺排碳纳米管阵列中基本不含有杂质，如无定型碳或残留的催化剂金属颗粒等。该碳纳米管阵列中的碳纳米管彼此通过范德华力紧密接触形成阵列。该碳纳米管阵列与上述基底面积基本相同。本实施例中碳源气可选用乙炔、乙烯、甲烷等化学性质较活泼的碳氢化合物，本实施例优选的碳源气为乙炔；保护气体为氮气或惰性气体，本实施例优选的保护气体为氩气。

可以理解，本实施例提供的碳纳米管阵列不限于上述制备方法。也可为石墨电极恒流电弧放电沉积法、激光蒸发沉积法等。

其次，采用一拉伸工具从碳纳米管阵列中拉取获得一碳纳米管膜。其具体包括以下步骤：(a)从上述碳纳米管阵列中选定部分碳纳米管，本实施例优选为采用具有一宽度的胶带接触碳纳米管阵列以选定部分碳纳米管；(b)以一个速度沿基本垂直于碳纳米管阵列生长方向拉伸该部分碳纳米管，以形成一连续的碳纳米管膜。

在上述拉伸过程中，该部分碳纳米管在拉力作用下沿拉伸方向逐渐脱离基底的同时，由于范德华力作用，该选定的部分碳纳米管分别与碳纳米管阵列中的其他碳纳米管首尾相连地连续地被拉出，从而形成一碳纳米管膜。

然后，采用激光处理上述碳纳米管膜。

采用激光处理上述碳纳米管膜的方法有两种，一种是固定碳纳米管膜，移动激光装置照射该碳纳米管膜；另外一种是固定激光装置，移动碳纳米管膜使激光照射该碳纳米管膜。

由于碳纳米管拉膜中的碳纳米管本身之间存在范德华力，碳纳米管拉膜中的某些碳纳米管容易聚集形成碳纳米管束，该碳纳米管束直径较大，影响了碳纳米管拉膜的透光性。为提高碳纳米管膜的透光性，以功率密度大于0.1×10⁴瓦特/平方米的激光照射该碳纳米管膜，除去碳纳米管膜中透光性较差的碳纳米管束。采用激光处理碳纳米管膜的步骤可以在含氧环境中进行，优选地，在空气环境进行。激光处理后的碳纳米管膜的透光性有显著的提高，其透光度大于70％，优选地，透光度大于85％。可以理解，采用激光处理碳纳米管膜的目的为进一步提高碳纳米管膜的透明度，因此本步骤为一可选择的步骤。

步骤(w40)：所述至少一碳纳米管膜铺设于所述基体12的表面121，以形成一碳纳米管层，该碳纳米管层覆盖所述待固化的粘胶层16。本实施例中，将一个碳纳米管膜铺设于所述待固化的粘胶层16上，以形成一覆盖在所述待固化的粘胶层16的碳纳米管层。可以理解，也可以将多个碳纳米管膜平行共面且无间隙地或层叠地铺设在所述待固化的粘胶层16上，以形成一碳纳米管层。由于所述碳纳米管层漂浮于所述待固化的粘胶层16的表面，所以所述碳纳米管层的表面粗糙度Ra比较大，起伏不平，该表面粗糙度Ra大于0.1微米。若此时固化该待固化的粘胶层16，如图5所示，将会使透明导电层的表面粗糙度较大，容易使得采用该透明导电层的触摸屏出现彩色条纹。

步骤(w50)具体包括以下步骤：

步骤(w51)：提供一具有一平面42的压平工具40，并使该压平工具40的平面42覆盖所述碳纳米管层的表面，且该碳纳米管层设置于该压平工具40与待固化的粘胶层16之间。其中，所述压平工具40的作用是为了所述透明导电层14的表面粗糙度Ra能够小于或等于0.1微米。因此，所述压平工具40的表面粗糙度Ra越小越好。优选地，所述压平工具40的平面42的表面粗糙度Ra小于或等于0.01微米。所述压平工具40为聚酯膜、聚醚砜膜、纤维素酯膜、聚氯乙烯膜、苯并环丁烯膜或丙烯酸树脂膜。本实施例中，所述压平工具40的平面42的表面粗糙度Ra在0至0.05微米之间。所述压平工具40为聚酯膜。可以理解，所述压平工具40的形状及材料不限，只要该压平工具40具有至少一个平面42，且该压平工具40的平面42的表面粗糙度Ra能够保证所述透明导电层14的表面粗糙度Ra小于或等于0.1微米即可。

步骤(w52)：对所述压平工具40施加一均匀的压力，该均匀的压力通过所述压平工具作用于所述碳纳米管层。由于所述碳纳米管层浮于所述待固化的粘胶层16上，在压力的作用下，所述碳纳米管层中的碳纳米管能够浸入所述待固化的粘胶层16中，使得碳纳米管层的表面粗糙度Ra小于或等于0.1微米。具体地，首先，将上述覆盖有压平工具40的基体12放置于一具有轧辊的施压装置30中。所述施压装置30具有两个金属轧辊32。其次，将所述覆盖有压平工具40的基体12通过所述两个金属轧辊32。通过轧辊32的速度可根据实际需要选择，只需确保所述碳纳米管层经过压平后，其表面粗糙度Ra小于或等于0.1微米即可。本实施例中，所述两个金属轧辊32的速度分别控制在1毫米/分～10米/分。

在该压平过程中，对所述压平工具40施加的压力一定要均匀，以保证受到压力之后的碳纳米管层的表面粗糙度Ra小于或等于0.1微米。在所述压平工具40受到均匀的压力的过程中，一方面，所述粘胶层16的材料进入所述碳纳米管层中的碳纳米管之间的间隙中，并填满该碳纳米管层中的碳纳米管之间的间隙；另一方面，由于所述压平工具40与碳纳米管层之间的空气被挤压出来，从而使得所述碳纳米管层紧密粘结在所述压平工具40的表面；又由于所述压平工具40的平面42的表面粗糙度Ra小于或等于0.1微米，从而保证该碳纳米管层的表面粗糙度Ra小于或等于0.1微米。这也就是说，所述压平工具40受到的压力以及该压平工具40的平面42的表面粗糙度Ra对碳纳米管层的表面粗糙度Ra有重要的影响。

在步骤(w60)中，固化所述待固化的粘胶层16。然后，进一步除去所述压平工具40。由于压平工具40的表面粗糙度Ra小于或等于0.01微米，因此，所述粘胶层16固化之后，其表面与压平工具40之间的作用力相对较小，可以采用机械力直接将所述压平工具40从所述碳纳米管层表面撕掉。去除所述压平工具40之后，所述碳纳米管层，即所述透明导电层14的表面非常光滑，其表面粗糙度Ra小于或等于0.1微米。本实施例中，所述透明导电层14的表面粗糙度Ra约为0.005微米，具体可参阅图5。

步骤(w70)具体包括以下步骤：间隔形成两个第一电极18、两个第二电极17于所述透明导电层14的表面，且与所述透明导电层14电连接，以形成触摸屏10。具体地，提供一银浆，采用丝网印刷、移印或喷涂等方式分别将银浆涂覆在上述碳纳米管层上形成四个条形的银浆；其中，两个条形银浆间隔形成于碳纳米管层上沿第一方向的两端，以形成两个第一电极18；另两个条形银浆间隔形成于所述碳纳米管层沿第二方向的两端，以形成两个第二电极17；所述第一方向与第二方向正交。然后，放入烘箱中烘烤10～60分钟使所述四个条形银浆固化，烘烤温度为100℃～120℃，即可得到所述两个第一电极18及两个第二电极17。

可以理解，也可以采用上述方法将银浆涂覆在所述基体12上，以形成两个第一电极18及两个第二电极17，同时也应确保所述两个第一电极18及两个第二电极17都与所述透明导电层14电连接。

请参阅图9及图10，本发明实施例提供一种电阻式触摸屏20，该触摸屏20包括一第一电极板22、一第二电极板24、多个透明的点状隔离物26以及一绝缘框架28。其中，所述第一电极板22与第二电极板24相对间隔设置。所述多个透明的点状隔离物26及所述绝缘框架28设置于所述第一电极板22与第二电极板24之间，且该绝缘框架28设置于所述第二电极板24的外围，将所述第一电极板22与第二电极板24间隔开。

所述第一电极板22包括一第一基体220，一第一粘胶层228、一第一透明导电层222以及两个第一电极224。该第一基体220为平面结构，该第一透明导电层222与两个第一电极224均设置在第一基体220的同一表面，所述第一粘胶层228设置于所述第一基体220与所述第一透明导电层222之间。所述两个第一电极224间隔设置在所述第一透明导电层222的表面沿第一方向的两端即图9中所示的X方向的两端，并与该第一透明导电层222电连接。

所述第二电极板24与第一电极板22间隔设置。所述第二电极板24包括一第二基体240，一第二粘胶层248、一第二透明导电层242以及两个第二电极244。该第二基体240为平面结构，该第二透明导电层242与两个第二电极244均设置在第二基体240的同一表面，所述第二粘胶层248设置于所述第二基体240及所述第二透明导电层242之间。所述两个第二电极244间隔设置在第二透明导电层242的表面沿第二方向的两端即图9中所示的Y方向的两端，并与第二透明导电层242电连接，且该第二透明导电层242及两个第二电极244与所述第一透明导电层222及两个第一电极224相对且间隔设置，该间隔的距离为2微米～10微米。

其中，所述第一方向与第二方向只要能相交即可。本实施例中，第一方向即X方向垂直于第二方向即Y方向，即两个第一电极224与两个第二电极244正交设置。

所述第一基体220为透明的且具有适当柔软度的薄膜或薄板。所述第一基体220的材料为塑料或树脂等柔性材料。所述第二基体240为透明基板，该第二基体240的材料可以为玻璃、石英、金刚石等硬性材料，也可以为塑料及树脂等柔性材料。本实施例中，所述第一基体220与第二基体240的材料均为PET，厚度均为2毫米。

所述第一粘胶层228的作用是使所述第一透明导电层222粘附于所述第一基体220的表面。所述第二粘胶层248的作用是使所述第二透明导电层242粘附于所述第二基体240的表面。所述第一粘胶层228及第二粘胶层248的作用与第一实施例中的粘胶层16的作用相同。所述第一粘胶层228与第二粘胶层248的材料为具有低熔点的热塑胶或UV(Ultraviolet Rays)胶，如，PVC，PMMA。本实施例中，所述第一粘胶层228与第二粘胶层248的材料相同，均为PMMA。

所述第一透明导电层222为所述碳纳米管层，且具有透明可导电的特性。所述碳纳米管层由若干碳纳米管组成，该碳纳米管层中大多数碳纳米管的延伸方向基本平行于该碳纳米管层的表面，且该碳纳米管层的表面粗糙度Ra小于或等于0.1微米，优选地，该碳纳米管层的表面粗糙度Ra小于或等于0.01微米。所述第二透明导电层242的材料也具有透明可导电的特性。该第二透明导电层242可以与所述第一透明导电层222一样都为碳纳米管层，也可以为ITO、ATO或其他透明导电材料层。可以理解，当所述第二透明导电层242为ITO、ATO或其他透明导电材料层时，该第二透明导电层242不采用第二粘胶层248也可以固定于所述第二基体240上。本实施例中，所述第一透明导电层222及第二透明导电层242的结构均与第一实施例中的透明导电层14的结构相同。

所述第一透明导电层222中的相邻的碳纳米管之间的间隙中填充了部分所述第一粘胶层228，所述填充于碳纳米管之间的间隙中的第一粘胶层228的表面基本平坦，没有形成凹凸结构。进一步地，所述第一透明导电层222通过所述第一粘胶层228固定于所述第一基体220的表面。通过外加压力的作用，所述碳纳米管层部分包埋于所述第一粘胶层228中；所述碳纳米管层部分暴露于所述第一粘胶层228外，使得该第一透明导电层222的表面具有导电性。所述碳纳米管层部分包埋于所述粘胶层中。由于所述碳纳米管与所述第一粘胶层228的结合处比较平滑，当所述复合光束垂直入射时，通过所述第一粘胶层228的复合光束发生的色散现象非常不明显或几乎不发生色散现象。即，从所述第一电极板22射向第二电极板24的光束中大部分为复合光束或几乎全部是复合光束。由于所述第二电极板24的结构及材料与第一电极板22的结构及材料相同，该第二透明导电层242中的相邻的碳纳米管之间的间隙中也填充了部分所述第二粘胶层248，所述填充于碳纳米管之间的间隙中的第二粘胶层248的表面基本平坦，没有形成凹凸结构。所以，所述复合光束经过该第二粘胶层248时色散现象非常不明显或几乎不发生色散现象。因此，使用者在使用触摸屏20时，看到的彩色条纹比较弱，或几乎看不到彩色条纹，进而使得触摸屏20的分辨率比较高。

所述第一电极224与所述第二电极244的材料为金属、碳纳米管或其他导电材料，只要确保该第一电极224与该第二电极244能导电即可。本实施例中，该第一电极224与第二电极244的材料为银。可以理解，用于柔性触摸屏上的上述电极还应具有适当的韧性和易弯折度。

所述多个点状隔离物26设置在第二电极板24的第二透明导电层242上，且该多个点状隔离物26彼此间隔设置。所述绝缘框架28设置于所述第一电极板22与第二电极板24之间，以确保所述第一透明导电层222与所述第二透明导电层242相对且间隔设置。所述多个点状隔离物26与绝缘框架28均可采用绝缘树脂或其他绝缘材料制成，并且，该点状隔离物26应为一透明材料制成。所述多个点状隔离物26与绝缘框架28可使第一电极板22与第二电极板24电绝缘。可以理解，当触摸屏20尺寸较小时，该多个点状隔离物26为可选择的结构，只要该绝缘框架28能确保所述第一电极板22与第二电极板24电绝缘即可。

请参阅图11，本发明实施例提供一种制备所述触摸屏20的方法，该方法包括以下步骤：(s10)提供一第一基体220，该第一基体220具有一表面，(s20)形成一待固化的第一粘胶层228于所述第一基体220的表面；(s30)提供至少一碳纳米管膜；(s40)将所述至少一碳纳米管膜铺设于所述第一基体220的表面，形成一碳纳米管层，该碳纳米管层覆盖所述待固化的第一粘胶层228，以作为第一透明导电层222；(s50)施加一压力于所述碳纳米管层，使所述碳纳米管层部分包埋于所述待固化的粘胶层中，所述碳纳米管层的表面粗糙度Ra小于或等于0.1微米；(s60)固化所述待固化的第一粘胶层228；(s70)间隔地形成两个第一电极224，使得该两个第一电极224与所述第一透明导电层222电连接，形成第一电极板22；(s80)提供一第二基体240，形成一第二透明导电层242于所述第二基体240的表面，从而形成一第二电极板24；以及(s90)封装所述第一电极板22与第二电极板24，并使所述第一透明导电层222与所述第二透明导电层242相对间隔设置，形成所述触摸屏20。

所述步骤(s10)至(s70)的实现方式与本发明触摸屏10的制备方法中的步骤(w10)至(w70)的实现方式相同。

所述步骤(s80)通过重复所述步骤(s10)至(s70)以形成所述第二电极板24。其中，所述第二电极板24进一步包括两个第二电极244以及一第二粘胶层248。

可以理解，当所述第二透明导电层242的材料为ITO、ATO或其他透明导电材料层时，可以直接将第二透明导电层242的浆料采用涂敷、喷涂或印刷等方法形成于所述第二基体240上，然后再烘干形成于所述第二基体240上的浆料，即可形成第二透明导电层242。

在所述步骤(s90)中，封装所述第一电极板22及第二电极板24包括以下步骤：

步骤(s91)：提供一绝缘框架28，将该绝缘框架28设置于所述第一电极板22形成有所述第一透明导电层222的一侧的外围。具体地，首先，涂敷一绝缘粘合剂于所述第一电极板22形成有第二透明导电层242的一侧的外围。其次，将一绝缘框架28通过所述绝缘粘合剂粘结到所述第一电极板22上。

步骤(s92)：形成多个透明点状隔离物26于所述第二电极板24。该透明点状隔离物26的形成方法为：将包含该多个透明点状隔离物26的浆料涂敷在所述第二电极板24上，尤其是涂敷在所述第二透明导电层242上，烘干后即形成所述透明点状隔离物26。可以理解，所述多个透明点状隔离物26也可以形成于所述第一电极板22上。

步骤(s93)：采用步骤(s91)的方法将所述第二电极板24覆盖在所述绝缘框架28上，且使所述第一电极板22中的第一透明导电层222和所述第二电极板24中的第二透明导电层242相对设置，从而形成触摸屏20。其中，需使所述第一电极板22中的两个第一电极224和所述第二电极板24中的两个第二电极244交叉设置。

本发明实施例提供的触摸屏及其制备方法具有以下优点：第一，碳纳米管具有优异的力学特性使得碳纳米管层具有良好的韧性及机械强度，且耐弯折，故采用碳纳米管层作为透明导电层，可以相应的提高触摸屏的耐用性；进而提高使用该触摸屏的显示装置的耐用性；第二，由于碳纳米管层包括多个均匀分布的碳纳米管，故，该碳纳米管层也具有均匀的阻值分布，因此，采用该碳纳米管层作为透明导电层可以相应的提高触摸屏的灵敏度及精确度；第三，由于所述透明导电层的表面比较光滑，其表面粗糙度Ra小于或等于0.1微米，使得所述平行复合光束通过该透明导电层时发生的色散现象不明显或几乎不发生色散现象，从而可以减弱或避免使触摸屏的表面出现彩色条纹，进一步提高触摸屏的分辨率。第四，由于本实施例所提供的碳纳米管膜无需真空环境和加热过程，故采用上述方法制备的碳纳米管层用作触摸屏的透明导电层，具有成本低、环保及节能的优点。第五，由于本实施例中的碳纳米管膜具有自支撑的特点，可以采用直接铺设碳纳米管膜的方法形成所述碳纳米管层，该方法比较简单。另外，对于有序碳纳米管膜来说，该方法可以比较容易地控制碳纳米管膜中的碳纳米管的方向。第六，本实施例提供的制备方法采用压平工具将所述碳纳米管层压平，保证了制备的透明导电层具有较好的平整度，有利于减少或避免产生色散现象，从而可以提高触摸屏的分辨率，而且该方法也比较简单，易于实现。

另外，本领域技术人员还可以在本发明精神内做其他变化，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围内。

Claims (21)

1.一种触摸屏，包括：

一基体，具有一表面；

一透明导电层，该透明导电层设置于所述基体的表面；以及

两个第一电极及两个第二电极，该两个第一电极及两个第二电极分别间隔设置且与所述透明导电层电连接，以使所述透明导电层形成等电位面，其特征在于，所述触摸屏进一步包括一粘胶层，所述透明导电层包括一碳纳米管层，该碳纳米管层通过所述粘胶层固定于所述基体的表面，该碳纳米管层的表面粗糙度的轮廓算术平均偏差小于或等于0.1微米。

2.如权利要求1所述的触摸屏，其特征在于，所述碳纳米管层部分包埋于所述粘胶层中，部分暴露于所述粘胶层外，该碳纳米管层暴露于粘胶层外的表面的表面粗糙度的轮廓算术平均偏差小于或等于0.1微米。

3.如权利要求2所述的触摸屏，其特征在于，所述碳纳米管层暴露于粘胶层外的表面的表面粗糙度的的轮廓算术平均偏差小于或等于0.01微米。

4.如权利要求2所述的触摸屏，其特征在于，所述碳纳米管层通过外加压力的作用部分包埋于所述粘胶层中，部分暴露于所述粘胶层外。

5.如权利要求1所述的触摸屏，其特征在于，所述碳纳米管层由若干碳纳米管组成，该碳纳米管层中的大多数碳纳米管部分包埋于所述粘胶层中，部分暴露于粘胶层外。

6.如权利要求5所述的触摸屏，其特征在于，所述碳纳米管层中大多数碳纳米管之间存在间隙，所述粘胶层部分填充于碳纳米管之间的间隙中，且填充于该碳纳米管间隙中的粘胶层的表面基本平坦。

7.如权利要求5所述的触摸屏，其特征在于，所述填充于碳纳米管间隙中的粘胶层与碳纳米管基本处于同一平面。

8.如权利要求5所述的触摸屏，其特征在于，所述碳纳米管层中大多数碳纳米管的延伸方向平行于该碳纳米管层的表面。

9.如权利要求1所述的触摸屏，其特征在于，所述碳纳米管层的厚度为100纳米至200纳米。

10.如权利要求1所述的触摸屏，其特征在于，所述粘胶层的材料为热塑胶或UV胶。

11.如权利要求1所述的触摸屏，其特征在于，所述两个第一电极间隔设置在该基体表面沿一第一方向的两端且分别与所述透明导电层电连接，该两个第二电极间隔设置在该基体表面沿一第二方向的两端且分别与所述透明导电层电连接，所述第一方向与第二方向正交。

12.一种触摸屏，包括：

一第一电极板，该第一电极板包括一第一基体及一第一透明导电层，该第一透明导电层设置于所述第一基体；以及

一第二电极板，该第二电极板包括一第二基体及一第二透明导电层，该第二透明导电层设置于所述第二基体，所述第二透明导电层与所述第一透明导电层相对且间隔设置；

其特征在于，所述第一电极板进一步包括一第一粘胶层，所述第一透明导电层包括一碳纳米管层，该碳纳米管层通过所述第一粘胶层固定于所述第一基体表面，该碳纳米管层的表面粗糙度的轮廓算术平均偏差小于或等于0.1微米。

13.如权利要求12所述的触摸屏，其特征在于，所述碳纳米管层部分包埋于所述粘胶层中，部分暴露于所述粘胶层外，该碳纳米管层暴露于粘胶层外的表面的表面粗糙度的轮廓算术平均偏差小于或等于0.1微米。

14.如权利要求12所述的触摸屏，其特征在于，所述碳纳米管层由若干碳纳米管组成，该碳纳米管层中的大多数碳纳米管部分包埋于所述粘胶层中，部分暴露于粘胶层外。

15.如权利要求14所述的触摸屏，其特征在于，所述碳纳米管层中大多数碳纳米管之间存在间隙，所述粘胶层的部分粘胶材料填充于碳纳米管之间的间隙中，且填充于该碳纳米管间隙中的粘胶层的表面基本平坦。

16.如权利要求15所述的触摸屏，其特征在于，所述填充于碳纳米管间隙中的粘胶层与碳纳米管基本处于同一平面。

17.一种触摸屏的制备方法，其包括以下步骤：

提供一基体，具有一表面；

形成一待固化的粘胶层于所述基体的表面；

提供至少一碳纳米管膜；

将所述至少一碳纳米管膜铺设于所述基体的表面，形成一碳纳米管层，该碳纳米管层覆盖所述待固化的粘胶层；

施加一压力于所述碳纳米管层，使所述碳纳米管层部分包埋于所述粘胶层中，使得所述碳纳米管层的表面粗糙度的轮廓算术平均偏差小于或等于0.1微米；

固化所述待固化的粘胶层；以及

形成电极。

18.如权利要求17所述的触摸屏的制备方法，其特征在于，所述至少一个碳纳米管膜预先采用激光处理。

19.如权利要求17所述的触摸屏的制备方法，其特征在于，所述施加一压力于所述碳纳米管层的步骤为：提供一具有一平面的压平工具，并使该压平工具的平面覆盖所述碳纳米管层的表面；以及对所述压平工具施加一均匀的压力，该均匀的压力通过所述压平工具作用于所述碳纳米管层，使碳纳米管层部分包埋于所述粘胶层中。

20.如权利要求19所述的触摸屏的制备方法，其特征在于，所述压平工具的平面的表面粗糙度的轮廓算术平均偏差小于或等于0.1微米。

21.如权利要求17所述的触摸屏的制备方法，其特征在于，所述形成电极的方法为丝网印刷法、移印法或喷涂法。

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