CN108446049B - 加固型触控感测器的制作方法 - Google Patents

加固型触控感测器的制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明系揭露一种加固型触控感测器的制作方法，首先将二氧化钛纳米杆(TiO2 nanorod)溶液溶解于丙烯酸树脂(acrylic resin)中，以形成应力消除胶(strain relief glue)。接着，提供一第一可挠性透明基板，且其表面设有一感测层，并涂抹应力消除胶于第一可挠性透明基板及感测层上，以黏结第一可挠性透明基板及感测层为一触控感测器。最后，以紫外光照射应力消除胶，以固化应力消除胶，并藉此固定第一可挠性透明基板及感测层。本发明利用应力消除胶有效避免第一可挠性透明基板发生断裂或脱落。

Description

加固型触控感测器的制作方法
技术领域
本发明系关于一种感测器之制作方法，且特别关于一种加固型触控感测器之制作方法。
背景技术
随着显示技术的突飞猛进，显示器已从早期的阴极射线管(CRT)显示器逐渐地发展到目前的平面显示器(Flat Panel Display, FPD)。相较于硬质载板，例如是玻璃基板所构成的平面显示器，由于可挠性基板，例如是塑料基板或金属薄板具有可挠曲及耐冲击等特性，因此近年来已着手研究将主动组件制作于可挠性基板上的可挠式显示器。
可挠性基板具有重量轻、厚度薄与灵活度高等优点，完全符合电子产品轻薄短小之发展趋势。由于可挠性基板之厚度薄且可弯折，故当感测层设于可挠性基板时，可使用应力消除胶涂抹在可挠性基板与感测层之间，以吸收弯折的应力，并避免在恶劣环境下，例如在高温、低温或震动下，可挠性基板发生断裂或脱落。目前所使用的应力消除胶有两种，一种是丙烯酸酯-聚氨酯衍生物(acrylate-urethane derivative)系统，其系具有高硬度与高延长性。然而，在高温加热时，丙烯酸酯-聚氨酯衍生物系统之形态(morphology)与黏性并不稳定。另一种为聚合物-半导体纳米粒子(polymer-semiconducting nanoparticle)系统，例如丙烯酸酯加上二氧化硅，及丙烯酸酯加上二氧化钛，但此种胶体的机械性能亦不够好。
因此，本发明系在针对上述的困扰，提出一种加固型触控感测器之制作方法，以解决习知所产生的问题。
发明内容
本发明的主要目的，在于提供一种加固型触控感测器之制作方法，其系涂抹同时含有二氧化钛纳米杆(TiO2 nanorod)与丙烯酸树脂(acrylic resin)之应力消除胶于可挠性透明基板与感测层上，以效避免可挠性透明基板发生断裂或脱落。
为达上述目的，本发明提供一种加固型触控感测器之制作方法，首先将二氧化钛纳米杆(TiO2 nanorod)溶液溶解于丙烯酸树脂(acrylic resin)中，以形成应力消除胶(strain relief glue)。接着，提供一第一可挠性透明基板，且其表面设有一感测层，并涂抹应力消除胶于第一可挠性透明基板及感测层上，以黏结第一可挠性透明基板及感测层为一触控感测器。最后，以紫外光照射应力消除胶，以固化应力消除胶，并藉此固定第一可挠性透明基板及感测层。
在本发明之一实施例中，应力消除胶包含5-10重量百分比之二氧化钛纳米杆溶液与90-95重量百分比之丙烯酸树脂。
在本发明之一实施例中，系将二氧化钛纳米杆溶液溶解于丙烯酸树脂中，并在摄氏60度的大气下搅拌一小时，以形成应力消除胶。
在本发明之一实施例中，二氧化钛纳米杆溶液系以下列方式制作。首先，将油酸(oleic acid)置入三颈反应瓶中，并将三颈反应瓶于氩气与大于摄氏100度之第一温度的环境中恒温第一时段。接着，将三颈反应瓶从第一温度降至第二温度，第二温度小于摄氏100度且大于室温。再来，置入异丙醇钛(TTIP, titanium isopropoxide)于三颈反应瓶中，并搅拌异丙醇钛与油酸。搅拌后，置入氧化三甲胺(trimethylamino-N-oxide dehydrate,TMAO)与去离子水于三颈反应瓶中，并在第二温度的环境下恒温第二时段。最后，将三颈反应瓶从第二温度降至室温，以于三颈反应瓶中得到二氧化钛纳米杆溶液。
在本发明之一实施例中，油酸为180克，三颈反应瓶为250毫升，氩气为一大气压，第一温度为摄氏120度，第一时段为一小时，第二温度为摄氏98度，异丙醇钛为7.5毫升，异丙醇钛与油酸之搅拌时间为五分钟，氧化三甲胺为5.7克，去离子水为25克，第二时段为9-10小时，室温为摄氏25度。
在本发明之一实施例中，丙烯酸树脂包含1-10重量百分比之甲基丙烯酸羟乙酯(2-Hydroxyethyl acrylate)、1-10重量百分比之(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦(Diphenyl (2,4,6-trimethylbenzoyl) phosphine oxide)、5-10重量百分比之三烷氧基硅烷(trialkoxysilane)、5-10重量百分比之2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮(2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone)、15-20重量百分比之N，N-二甲基丙烯酰胺(N,N-dimethylacrylamide)、15-20重量百分比之N-乙烯基吡咯烷酮(N-vinyl-2-pyrrolidone)、10-15重量百分比之丙烯酰胺(Acrylamide)与10-15重量百分比之甲基丙烯酸羟乙酯(Hydroxyethyl methylacrylate)。
在本发明之一实施例中，系以100毫瓦/平方公分(mw/cm2)之紫外光照射应力消除胶半小时，以固化应力消除胶。
兹为使贵审查委员对本发明的结构特征及所达成的功效更有进一步的了解与认识，谨佐以较佳的实施例图及配合详细的说明，说明如后：
附图说明
图1为本发明之加固型触控感测器之制作方法之流程图。
图2为本发明之加固型触控感测器之第一实施例之结构剖视图。
图3为本发明之二氧化钛纳米杆溶液之制作方式之流程图。
图4为本发明之加固型触控感测器之第二实施例之结构剖视图。
图5为本发明之加固型触控感测器之第三实施例之结构剖视图。
附图标记：
10 应力消除胶
12 第一可挠性透明基板
14 感测层
16 透明盖板
18 光学胶层
20 第二可挠性透明基板
具体实施方式
本发明之实施例将藉由下文配合相关图式进一步加以解说。尽可能的，于图式与说明书中，相同标号系代表相同或相似构件。于图式中，基于简化与方便标示，形状与厚度可能经过夸大表示。可以理解的是，未特别显示于图式中或描述于说明书中之组件，为所属技术领域中具有通常技术者所知之形态。本领域之通常技术者可依据本发明之内容而进行多种之改变与修改。
以下请参阅图1与图2， 以介绍本发明之加固型触控感测器之制作方法及加固型触控感测器之第一实施例。首先，如步骤S10所示，将二氧化钛纳米杆(TiO2 nanorod)溶液溶解于丙烯酸树脂(acrylic resin)中，并在摄氏60度的大气下搅拌一小时，以形成应力消除胶(strain relief glue)10，使应力消除胶10包含5-10重量百分比之二氧化钛纳米杆溶液与90-95重量百分比之丙烯酸树脂。其中丙烯酸树脂包含1-10重量百分比之作为反应单体(reactive monomer)之甲基丙烯酸羟乙酯(2-Hydroxyethyl acrylate)、1-10重量百分比之作为光敏剂(Photosensitizer)之(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦(Diphenyl(2,4,6-trimethylbenzoyl) phosphine oxide)、5-10重量百分比之作为硅烷偶联剂(silane coupling agent)之三烷氧基硅烷(trialkoxysilane)、5-10重量百分比之作为光引发剂(Photoinitiator)之2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮(2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone)、15-20重量百分比之作为活性物种(reactive specise)之N，N-二甲基丙烯酰胺(N,N-dimethylacrylamide)、15-20重量百分比之N-乙烯基吡咯烷酮(N-vinyl-2-pyrrolidone)、10-15重量百分比之作为活性单体之丙烯酰胺(Acrylamide)与10-15重量百分比之作为活性单体之甲基丙烯酸羟乙酯(Hydroxyethyl methylacrylate)。接着，如步骤S12所示，提供一第一可挠性透明基板12，且其表面设有由复数透明电极串列所组成之一感测层14，并涂抹应力消除胶10于第一可挠性透明基板12及感测层14上，以黏结第一可挠性透明基板12及感测层14为一触控感测器。最后，如步骤S14所示，以100毫瓦/平方公分(mw/cm2)之紫外光照射应力消除胶10半小时，以固化应力消除胶10，并藉此固定第一可挠性透明基板12及感测层14。
在上述步骤S10中，亦可省略搅拌二氧化钛纳米杆与丙烯酸树脂之步骤，使二氧化钛纳米杆溶解于丙烯酸树脂中。在步骤S14中，紫外线照射之能量与时间亦可依需求调整。
二氧化钛纳米杆溶液之制作方式如下所述。如图3所示，首先，如步骤S16所示，将油酸(oleic acid)置入三颈反应瓶中，并将三颈反应瓶于氩气与大于摄氏100度之第一温度的环境中恒温第一时段。接着，如步骤S18所示，将三颈反应瓶从第一温度降至第二温度，第二温度小于摄氏100度且大于室温。再来，如步骤S20所示，置入异丙醇钛(TTIP,titanium isopropoxide)于三颈反应瓶中，并搅拌异丙醇钛与油酸。搅拌后，如步骤S22所示，置入氧化三甲胺(trimethylamino-N-oxide dehydrate, TMAO)与去离子水于三颈反应瓶中，并在第二温度的环境下恒温第二时段。最后，如步骤S24所示，将三颈反应瓶从第二温度降至室温，以于三颈反应瓶中得到二氧化钛纳米杆溶液。在上述过程中，油酸系作为表面作用剂，其会被吡啶取代，以得到较佳的界面兼容性(interface compatibility)，使二氧化钛纳米杆溶液溶解于丙烯酸树脂中。此外，在二氧化钛纳米杆溶液之制作方式中，油酸为180克，三颈反应瓶为250毫升，氩气为一大气压，第一温度为摄氏120度，第一时段为一小时，第二温度为摄氏98度，异丙醇钛为7.5毫升，异丙醇钛与油酸之搅拌时间为五分钟，氧化三甲胺为5.7克，去离子水为25克，第二时段为9-10小时，室温为摄氏25度。但此些参数亦可依需求调整，并不以此为限。
二氧化钛纳米杆之长度为35纳米，截面直径为5纳米，二氧化钛纳米杆具有较高的机械性能，即具易延展与强健黏性之特性，且二氧化钛之紫外线吸收边界约为395纳米，在紫外线之照射下，能为应力消除胶展现长期的稳定性与有效的固化率(curing rate)。丙烯酸树脂之固化类型亦为紫外线，颜色为透明，黏度为3342厘泊(cP)，玻璃转换温度为摄氏114度，分解温度为摄氏266度，萧氏硬度(hardness shore)为18，延长性为224％，杨式模量为126百万帕(MPa)，剥离强度为2.5牛顿/公分(N/cm)。藉由二氧化钛纳米杆与丙烯酸树脂之优点，本发明形成应力消除胶，以具备比丙烯酸树脂更高的剥离强度、更高的硬度、更高的尺寸稳定度、更高的分解温度、更高的坚韧度、更高的冲击强度。因此，本发明涂抹同时含有二氧化钛纳米杆与丙烯酸树脂之应力消除胶于第一可挠性透明基板与感测层上，以效避免第一可挠性透明基板发生断裂或脱落。
以下请参阅图1与图4，以介绍本发明之加固型触控感测器之第二实施例。相对第一实施例，在第二实施例中，触控感测器更包含一透明盖板16与其表面上之一光学胶层18，第一可挠性透明基板12透过感测层14与光学胶层18设于透明盖板16上。举例来说，透明盖板16、光学胶层18、第一可挠性透明基板12及感测层14之总厚度可为300微米(um)。故在步骤S12中，系涂抹应力消除胶10于透明盖板16、光学胶层18、第一可挠性透明基板12及感测层14上，以黏结透明盖板16、光学胶层18、第一可挠性透明基板12及感测层14为触控感测器。在步骤S14中，以100毫瓦/平方公分之紫外光照射应力消除胶10半小时，以固化应力消除胶10，并藉此固定透明盖板16、光学胶层18、第一可挠性透明基板12及感测层14。
以下请参阅图1与图5，以介绍本发明之加固型触控感测器之第三实施例。相对第一实施例，在第三实施例中，触控感测器更包含一第二可挠性透明基板20，第一可挠性透明基板12与第二可挠性透明基板20分别设于感测层14之相对二表面，第一可挠性透明基板12与第二可挠性透明基板20之面积大于感测层14之面积，第一可挠性透明基板12与第二可挠性透明基板20系于同方向露出于感测层14之外侧，以与感测层14形成一容置空间。故在步骤S12中，系涂抹应力消除胶10于第一可挠性透明基板12与第二可挠性透明基板20之间与感测层14之边缘，且使应力消除胶10位于容置空间中，以黏结第二可挠性透明基板20、第一可挠性透明基板12及感测层14为触控感测器。在步骤S14中，以100毫瓦/平方公分之紫外光照射应力消除胶10半小时，以固化应力消除胶10，并藉此固定第二可挠性透明基板20、第一可挠性透明基板12及感测层14。由图5中可知，应力消除胶10之坚韧性极高，难以使可挠性透明基板发生断裂或脱落。
综上所述，本发明涂抹同时含有二氧化钛纳米杆与丙烯酸树脂之应力消除胶于可挠性透明基板与感测层上，以效避免可挠性透明基板发生断裂或脱落。
以上所述者，仅为本发明一较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施之范围，故举凡依本发明申请专利范围所述之形状、构造、特征及精神所为之均等变化与修饰，均应包括于本发明之申请专利范围内。

Claims (9)

1.一种加固型触控感测器的制作方法，其特征在于，包含：
将二氧化钛纳米杆溶液溶解于丙烯酸树脂中，以形成应力消除胶；
提供一第一可挠性透明基板，且其表面设有一感测层，并涂抹该应力消除胶于该第一可挠性透明基板及该感测层上，以黏结该第一可挠性透明基板及该感测层为一触控感测器；以及
以紫外光照射该应力消除胶，以固化该应力消除胶，并藉此固定该第一可挠性透明基板及该感测层；
其中该应力消除胶涂抹于该感测层的侧壁，该应力消除胶与该感测层之间为无结构设置，该应力消除胶与该第一可挠性透明基板之间为无结构设置；
其中该二氧化钛纳米杆溶液的二氧化钛纳米杆具有35纳米的长度与25纳米的截面直径；
其中该应力消除胶包含5-10重量百分比的该二氧化钛纳米杆溶液与90-95重量百分比的该丙烯酸树脂。
2.如权利要求1所述的加固型触控感测器的制作方法，其中在将该二氧化钛纳米杆溶液溶解于该丙烯酸树脂中，以形成该应力消除胶的步骤中，将该二氧化钛纳米杆溶液溶解于该丙烯酸树脂中，并在摄氏60度的大气下搅拌一小时，以形成该应力消除胶。
3.如权利要求1所述的加固型触控感测器的制作方法，其中该二氧化钛纳米杆溶液的制作方式包含下列步骤：
将油酸置入三颈反应瓶中，并将该三颈反应瓶于氩气与大于摄氏100度的第一温度的环境中恒温第一时段；
将该三颈反应瓶从该第一温度降至第二温度，该第二温度小于摄氏100度且大于室温；
置入异丙醇钛于该三颈反应瓶中，并搅拌该异丙醇钛与该油酸；
置入氧化三甲胺与去离子水于该三颈反应瓶中，并在该第二温度的环境下恒温第二时段；以及
将该三颈反应瓶从该第二温度降至该室温，以于该三颈反应瓶中得到该二氧化钛纳米杆溶液。
4.如权利要求3所述的加固型触控感测器的制作方法，其中该油酸为180克，该三颈反应瓶为250毫升，该氩气为一大气压，该第一温度为摄氏120度，该第一时段为一小时，该第二温度为摄氏98度，该异丙醇钛为7.5毫升，该异丙醇钛与该油酸的搅拌时间为五分钟，该氧化三甲胺为5.7克，该去离子水为25克，该第二时段为9-10小时，该室温为摄氏25度。
5.如权利要求1所述的加固型触控感测器的制作方法，其中该丙烯酸树脂包含1-10重量百分比的甲基丙烯酸羟乙酯、1-10重量百分比的(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦、5-10重量百分比的三烷氧基硅烷、5-10重量百分比的2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、15-20重量百分比的N，N-二甲基丙烯酰胺、15-20重量百分比的N-乙烯基吡咯烷酮、10-15重量百分比的丙烯酰胺与10-15重量百分比的甲基丙烯酸羟乙酯。
6.如权利要求1所述的加固型触控感测器的制作方法，其中在以该紫外光照射该应力消除胶，以固化该应力消除胶的步骤中，以100毫瓦/平方公分的该紫外光照射该应力消除胶半小时，以固化该应力消除胶。
7.如权利要求1所述的加固型触控感测器的制作方法，其中该触控感测器更包含一第二可挠性透明基板，该第一可挠性透明基板与该第二可挠性透明基板分别设于该感测层的相对二表面，该第一可挠性透明基板与该第二可挠性透明基板的面积大于该感测层的面积，该第一可挠性透明基板与该第二可挠性透明基板于同方向露出于该感测层的外侧，以与该感测层形成一容置空间，该应力消除胶位于该容置空间中，以涂抹于该第一可挠性透明基板与该第二可挠性透明基板之间与该感测层的边缘，且黏结并固定该第二可挠性透明基板。
8.如权利要求1所述的加固型触控感测器的制作方法，其中该触控感测器更包含一透明盖板与其表面上的一光学胶层，该第一可挠性透明基板透过该感测层与该光学胶层设于该透明盖板上，且该应力消除胶涂抹于该透明盖板与该光学胶层上，以黏结并固定该透明盖板与该光学胶层。
9.如权利要求1所述的加固型触控感测器的制作方法，其中该感测层由复数透明电极串列所组成。
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