TW200901016A - Symmetric touch screen system with carbon nanotube-based transparent conductive electrode pairs - Google Patents

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200901016 九、發明說明： 【交叉參考之相關申請案】 此申請案基於美國法典35之119(e)主張下财請案為優先權母 案；將上述者之所有揭露内容包含於此作為參考。 5 中凊於 2007 年 2 月 21 日之名為「Symmetric Touch Screen with

Carbon Nanotube-Based Transparent Conductive Electrode Pair」的美國 臨時專利申請案60/902,596。 【發明所屬之技術領域】 10 本發明麵於具有奈米管元件_控錢幕與齡祕及此類系 統的形成方法。 【先前技術】 15 20 、習知，觸控式螢幕使用氧化銦錫(ΙΤ〇)作為透明導電電極。氧化鋼 錫為種氧化陶兗材料，在薄膜形式時尤其會表現出弱機械強度。因 ^ITO __在騎、屈曲或錢受到尖賴料會失去機械完整 性(mechanical integrity) 〇 ^化轉電極在t磁光譜的可見光區域巾，亦舰錢著的波長 相依性之透明度。 古希由於氧化銦錫的低㈣電峰恤丨⑽㈤騰e)，供絲能應用之 透明膜的製造’主要因為達到高電阻所需之1Τ0薄膜其不佳機 械強度而變得困難。 灌慮料電聚合物祕顯示與式歸應用。然而，聚合物 /、又到光、熱與水氣時’缺乏包含透明度對導電度及環境/化學穩 5 200901016 定度的特性上正確平衡 【發明内容】 本發明大致上關於奈米碳瞢植瞄、 5 10 15 20 能之觸控娜麵細_===== 控式勞幕系統，其中原本 .、、、氧化銦錫_)之觸 透明導電顯所械。 錢料電姑細⑽薄膜的 奈米管之魏娜。帛 電阻式觸控螢幕裝置更包含插入於該第2刀隔狄置。該 隔元件，該分隔元件在該第一盥第 ^二％極間的複數分 被施至第一撓性電極之選定區域當壓力 分隔距離，藉此在該第—與第二撓性電極^相減少 根據一祕’該第―與第二祕電極崎—者皆電主路徑。 根據另-態樣’該複數分隔元件包含 與第二:性電極之至少一者之主要表面排列設置而形‘ 離。根據另—·，該陣列在鄰接的分隔元件之間具有選定的間隔距 根據另-態樣，該裝置龍力的敏感 元件間的選定間隔距離所決定。 夕口丨刀糟由鄰接分隔 根據另一態樣，該介電材料包含乎 ^丙烯酉夂酉曰材料及環氧樹墙材料 6 200901016 中的至少一者。 根據另一態樣，該第一與第二撓性電極的每一者係實質上光學透 明 根據另一態樣’被投射於該第二撓性電極之一表面上的光學影 像’可在該第一撓性電極的一表面上被偵測到。 根據另一態樣，該電阻式觸控螢幕裝置的結構及排置方式，俾使 該第一撓性電極的一選定區域，可重覆地受到壓力而產生複數次數之 彈性形變，而不產生永久形變。 10 15 20 根據另一態樣，該重覆之複數次數包含至少200個重複次數。 ^根據另一態樣，該電阻式觸控螢幕裝置，更包含沿著該第一撓性 電極的主要平面設置並與其接觸的撓性遮罩薄片。 根據另-態樣，該電阻式觸控螢幕裝置，更包含沿著該第二挽性 電極的主要平面設置並與其接觸的導電基板。 根據另-態樣，該導電基板包含一材料，此材料包含納玻 g ass)、光學品狀賴、刪^義朗、、 根據另一態樣，該電阻式觸控螢幕 其實質上沿鋼-鮮順· 圍電極’ 置’其中該至少-周圍電極佔據該分隔的至;；_=面的周圍邊緣設 根據另-態樣，該周圍電極包含一材 = 金與導電聚合複合物材射的至少—者/趟狀含㉟、銀、銅、 根據另-態樣’該奈米管織物包含、 徑的非織造奈米管聚集體。 /螂物形成複數個導電路 7 200901016 在其他實施例中，接徂 合.姐Λ+够'、了承阻式觸控螢幕裝置的形成方法。該方 極係相對於該第-撓性電:鱗的奈树織㈣片，該第二撓性電 第-熟1之間的概賴树，齡隔元件在該第一與 ίΓ軸麵。财法更包^賴與排㈣第一與第 件，俾使壓力施加至該第—撓性電極之選定 10 二祕' “°σ°ν實質上彈性形變以減少分隔距離，藉此在該第一與第 一抗性電極間形成導電路徑。 ^ 根，另-態樣’該方法包含建構與排置該第一與第二挽性電極， 使該第與弟一撓性電極之每一者的主要平面係實質上對齊。 根據另-祕’形賴第—與第二撓性電極包含提 透明的電極。 根據另.％樣，形成s亥苐一換性電極包含以奈米管之塗料喷塗面 板側基板(panel side substrate)以形成奈米織物薄片。 、 根據另一態樣，該面板侧基板包含一材料，該材料包含鈉玻璃 (soda glass)、光學品質之玻璃、硼矽酸鹽玻璃、鋁矽酸鹽玻璃、結晶 石英、半透明玻璃化之石英(translucent vitrified quartz)、聚g旨塑膠及聚 2〇 碳酸酯塑膠中之至少一者。 根據另一悲樣’形成該第一挽性電極包含以奈米管之塗料噴塗觸 控側基板(touch side substrate)以形成奈米織物薄片。 根據另一態樣，該觸控側基板包含一塑膠材料，該塑膠材料包含 PET材料。 8 200901016 【實施方式】 盆不且Γ麵稱式朗導電電極所構狀觸控式榮幕㈣ 太乎在換數百次且顯示出高堆疊透明度。 mm Τ'Γ 彡之透㈣電電極已被考慮用於顯示與觸押μ幕 網路’取代f知觸时躲中的輸_f極。 魏義物 a物基懸浮液、聚合物系之懸浮液、聚合物系之複 ^所雜並轉移至固體基板上的無支撐GNT _，而 15 電極的A致製造方法。類似於習知的ITG應用，此些方 ^亦热法製造出目標薄膜電阻(ta邮film resistance)或目標辆 、比（target light transmittance)或兩者。 。此類方法包含了被揭露於Spath等人在2〇〇5年6月2日申請之公 開5虎為測6/0274047的美國專利申請案，其詳細敘述了在非對稱觸控 式螢幕純巾_奈米碳管電極，其巾電阻式觸控螢幕之導電電極中 20僅有—者（電極)為奈米碳管所構成。 ^知非對稱觸控式螢幕具有如下所示之一些技術限制，其可被本 文中所述的對稱觸控式螢幕所克服。應瞭解，如下所示之習知非對稱 觸控式螢幕的限制包含但不限制為： (a)由不同硬度之材料彼此反覆接觸而引起電極中之一者的機械 9 200901016 磨耗。 電聚合物接觸所引 (b)因不同氧化還原電位之材料（如ΙΤ0)與導 起之化學損耗的可能性。 導致版幅麵爾靖礙的存在會 能障礙的潔淨歐姆接觸電阻— contact resistance) ° 不出同堆宜翻度。在本文所揭露的實施财 的兩導電電極皆由奈米碳管所構成。 觸m统 中 此世代之傳統電阻式觸控螢幕中所用的基本元件係

顯示於圖1A 習知電阻式觸控螢幕包含-導電面板，其中_咖、 15 ==玻璃)係「塗有導電且光學地透明的材料。此電極通“ %為裝置側電極」或「面板電極」（11〇)。 、習知餘式觸控螢幕亦包含第二電極⑽），其為翻且包含 於塑膠撓性薄片⑽)上的導電材料。此電極通常被稱為「觸控側電極」 或「遮覆-薄片（cover-sheet)電極」（130)。 2〇 在各種實施例中可被用來形成塑膠撓性薄片（150)的塑膠或聚人 物包含但不限··聚乙烯對苯二甲酸酯㈣）、聚乙烯石腦油⑽^ ^il^(PES) ^ ^^gtil(PC) > ^^(polysulfones) > it^ , 聚醯亞胺、聚醚酯、聚醋酸乙烯酯（PVA)、聚笨乙烯(ps)、硝酸纖維^、 醋酸纖維素、聚烯烴、脂肪族聚氨酯、聚丙烯氰(pAN)、聚四氟乙烯 200901016 (簡）、聚偏氟乙稀⑽F)、聚甲基内稀酸甲醋(pMMA)、聚酬(ρΕκ) 及聚趟謎酮（PEEK)。 為了致使導電聽與控織子轉_電賤，將錢明、低電 阻電極⑽）製造於導電面板㈣緣上。_電滅致上包含導電面板 ;^邊緣處的轉電條，但電極的幾何形狀、尺寸與組態會變化。其通 為旦框电極」。在圖1B中顯示了不同的可能組態，其顯示 之電阻式觸控榮幕的前視圖與構成膜層的堆疊順 ，。觸I·:、現有之-般的晝框材料係基於金屬(例如銀)塗布或金 屬（例如銀)-尚分子聚合物兩者其中之一。 i f知㈣阻摘料幕亦包含介電間，在大部 此 些介電間隔件以陣列（140)的形式被印刷於導電面板上。觸控靈敏度及 解析度係取決於介賴隔件關隔距離、尺寸與機械特性。 當尖筆戳弄解摘麵錢置㈣極(⑽朗控 間引發接觸時，觸控侧與面板側電極間會纽電: 15 路。接觸點的位置係由經過校正的位置_勢 因此兀成電 map)所感測到。 固（P〇sition-P〇tential 二上所^已建議了製造CNT電極的各種普通方 含了由Spath等人於2〇〇5年6月2曰由a c頰万凌〇 2_麵中所述的方法，其詳細敎述了在專 中使用奈米碳管電極，射電阻式觸式或幕系統 極)為奈米碳管所構成。堂幕之導電電極中僅有-者（電

Spath等人更說明··在非對稱電阻式觸 須是由導電金魏錄解電聚合物材料轉電層必 顯示了此類非對稱觸控營幕的實例，其中觸控側電極_=板= 20 200901016 極(210)係由不同材料所構成’且此兩者之其中一者係由奈米碳管所構 成。圖2B顯示了具有不同構成膜層之此 的前視圖及構成膜層的堆疊順序。 …本申請案所揭露之結構的特定實施例包含了奈米碳管所致使之對 ^式CNT OT電阻_控螢幕系統，其具有皆由奈米碳管所構成的面 則與觸控侧透明電極。此類實施例不但具有單層CNT薄膜的優點， 亦具有基於CNT-CNT接觸切換器之觸覺切換器的優點。 下列段落提供並概述了因對稱性CNT_CNT觸控螢幕所產生且使其 有別於習知及/或非對_控錢幕_顯優點。㈣人展望由不同實 施例所產生的額外優點。應瞭解，下列段落僅包含但不限制本發明。 (a)在對频換n巾的c接_保電極巾的任—者不合受 統^此—機械磨耗卻會發生於具有兩不同硬度材料_對 15 20 ⑹對_換器巾的觸更進—步地齡錢奈米碳管 ^覆與氧化㈣之電極，如ITQ或導電聚合齡電雜 化學損害的機會減至最低。 王的 (c)對稱切換器中的CNT_CNT接觸更進一步地消除或 =覆與氧化㈣之·，如IT〇或導電聚合齡電極=產= 電特性之惡倾至最低。 7 $對稱切換器中的·-CNT接觸因為不存在兩不同種電導體間 接^函數的差異，而更進-步地增進了面板側與觸控側電極間的歐姆 (e)=稱切換器中的接觸更對觸控側與面板側電極兩者 &供了極廣範圍的電阻值⑽歐姆/平方至幾百之百萬歐姆/平方)與 12 200901016 透明度（上至99%)。 稱切換种的CNT儒接觸更對觸控淑/或面板 了 =阻值，因此對給定的間隔件配置提供了高位置解析卢。 ⑽於相同可見光感測區域中的™而言，對㈣換Ϊμ 最小變異。乾圍5〇0-650雇下更提供了整個堆叠之透明度的 ⑹COT _電極系統更對面板織觸 =性塑膠基板，俾使整個切換器堆疊具 之CNT極佳機械特性。 〜用旳電極 而抖（^由於GNT GNT對觀_、蚊藉祕撓絲板上建立ΜΊ 而對面板側與觸控侧電極兩者提供整個觸控式螢幕堆疊的捲ς ㈣el)製造，因此建構全瓣、撓性觸控式螢幕的成本^ 15 20 在某隸補巾，GNT_GNT _電極祕她於料觸 亦提供製作或製造的伽。-QIT對稱f極系統，藉著 極兩者於撓性基板上建構CNT電極，而適合用於整j榮 ^堆豐的經濟型捲姆捲補造。該製造處理毋需昂貴的频腔(如： ==錫的情況)或處理聚合物材料時所需之嚴格控制的無水氣或 大致上就感測機制而言，對稱CNT_CNT觸控式榮幕 知觸控式榮幕。當尖筆戳弄或手指觸碰而在裝置側電極與i押 、極間引發接觸時，觸控側與面板側電極間會產生電接觸 '二 成一電路。接觸點的位置係由經過校正的位置—勢能圓所感測到。凡 圖3A顯示了目前所述之對稱電阻式觸控螢幕的示意圖，其中觸控 13 200901016 成。圖 si 顯^了 =圖及構成_堆_。在 包含下列者之材料_^_(5 _的)可由 矽酸鹽玻璃、鋁矽酸鹽玻璃、社a 先予扣負之玻璃、硼 (translucent vitrified 现、 〇日日央、半透明破璃化之石英 tmn=centvitnfledq刪z)、塑膠或其他適合的材料，其 何形式之聚喊聚碳酸g旨。低電阻電極⑽ 板: 土且:由包含下列者之材料所構成:銘、銀、鋼、或 ,複曰_式的該些金屬其雜合的分餘 ^所 熟知的其他㈣與適合於躺之调。介朗祕(^2 = 酸甲賴環氧樹脂的材料所構成，但不限於此。撓性塑膠遮覆 厚片(35〇)在外部暴露至使用者，且在内側上塗覆有cnt。應瞭解，由 於其他材料可能更適合姻於本雜⑽難螢幕的其他實施例，因 此本文中所列之材料為僅為舉列而非限制。 15 在美國專利6706402、綱期與6835別以及美國專利申請案 10/341005、10/341055與10/341130中充分敘述了奈米碳管之透明導電 網路與奈米碳管薄膜及物品的形成與提供方法，將其所有内容包含於 此作為參考。 導電物品可由奈米管織物、膜層或薄膜所製成。具有管直徑小約 20 1 11111的奈米碳管為能夠載帶極高電流密度的電導體(例如見z. Yao, C.L· Kane，C. Dekker, Phy. Rev. Lett. 84, 2941 (2000)。其亦具有已知最 高的熱傳導性(例如見 S. Berber Y.-K. Kwon, D. Tomanek，Phys. Rev. Lett· 84, 4613 (2000))與熱及化學穩定性(例如見 p.M. Ajayan, T.W. Ebbesen，Rep. Prog. Phys. 60, 1025 (1997))。然而，由於生成具有適當控 14 200901016 ί]Γ二長if的獨立奈米管有其困難度，因此，利用獨立的夺米 由二有條奈米管中未被發覺的優—^ =:Γ!奈米管聚集構成，因此其導電率不會被獨立奈:管 ;連=:管_反而有許多電子可通“ 己獨立奈米管的★‘二=所製成的物品在特定的物品内具有自 螢幕;電網路皆可導通電子。因此對觸控式 =:r管的綱性與透明度以及奈米碳管的'== 熟知，在=不咖導電瓣触術料此賴中人所 在美國專利申請案^/謝郎㈣测咖中詳 了 倾梅槪_娜的猶， 细敘述了用=含於此作為參考。在美國專利申請案'10/341054中詳 15 20 技術⑽娜無層的其他 6 二广 二器中其中該奈米管之溶液“成 invatized)以促進將奈米管帶人溶液，但在必須二原始 不未官的情況下，通常會難以移除衍生化劑 、’、σ t白〇=彳峨…分散奈米碳管的溶液財·液：舉例來而 1仿、乳酸⑽等。溶液為穩定的，但液劑具有無法增溶 15 200901016 (solub山zing)無非晶系碳之潔淨奈米碳管的缺點。美國專利申 的方法’以使得奈姆可藉由此領域中熟知之塗 5 15 20 考慮到純化奈米管的躺，主要包含金屬縣料夺米 適當大奈歸製備其允許絲歸織倾加至絲。可藉㈣夺米管 原料溶液旋塗至基板上、將奈米管原料溶液喷灑至表面上或其他方法 來達到施加。亦可控概施行此類奈米f的單壁㈤咕㈣丨㈣ ，㈣ti-Walled)或其兩者之混合施加。此麵加技術係敘述 專利申請案10/431054。 本對稱CNT CNT觸控式榮幕在形成觸控式螢幕應用所用之透明奈 米碳管系導電電極對時’利用了上述方法與技術。在下列實例中將詳 細敘述本裝置與結構的各種實施例。 實例1 : :以下列^方式製造複數疋件中的一者，即作為面板側透明電極之 塗佈有奈米官碳的玻璃基板。在此實例中使用了 ―她專賣之水中 的CMM級奈米石炭管懸浮液（由DI水稀釋2. 5倍之鮮ntsl_4，並將 pH值m. 5) #為此領域中所熟知。在形成⑽懸浮液時並未使 用分子界性劑或聚合_浮劑。錢國專利申請案u/綱31 更完全地敘述了詳細内容，將其所有内容包含於此作為參考。在业型 的塗佈製程中’將量測尺寸為8对训对之玻璃基板放置於設定在j25 。(：下的熱板上。使用連接至χ_γ_ζ機械手臂的空氣喷嘴自上部喷塗 布室中完成，此塗佈室配有操 作者用的完全嘴_隔崎置與傳送樣本用的續段過駐。喷塗使 16 200901016 ^ 〇 ntsl_4 叩#+&讀7料雜輕喷嘴擴域。與_表面呈 ==#她織㈣靖輸_== ==ίΓΙ細皮重覆18次以製造目標中的樣本。在整個塗 喷塗時，將、、佈至被維持在80 F且小於3〇%的相對濕度。完成 個ί均八佈二^輕對樣本進行電性測定。在整個樣本上超過30 _電1 = 線性四點探針阻值量測（最大值21伏特；i微 。1測出來的平均電阻為87 6歐姆，具有電阻均勻度變異 為7. 6%。結果係顯示於圖4。 ^ 實例2 : „如上述實例1所製備之樣本樣品係於⑽。c的真空（〈1〇2 15 t退火1小4。在完成退火時，樣品可在真空烤伽冷卻至室溫並 被傳达以進行電_定(eleetrieal咖咖放㈣㈣。在整個樣本 上超過30個平均分佈的點上進行線性四點探針阻值量測（最大a伏 特，1微安培電流）。量測出來的平均電阻為105. 7歐姆，具有電阻均 勻度變異為6. 5%。結果係顯示於圖5。 實例3 : 八自較大的樣本中切割出上述實例2之已退火樣品的3对x8 口寸部 刀’並更進-步將其蝴成適合分光光度計使狀更小塊的樣品 2〇 =adz= UV3101 PC分光光度計中量測3〇〇_9〇〇 nm範圍内樣品的光 干牙透率（optical transmission)。利用類似樣品尺寸的空白玻璃基 板來量測基板的基準吸收損失。具有1()5. 7歐姆 (或480歐姆/平方） 之電導率的CNT膜在550 nm下表現出大於87%的光學穿透率。CNT膜 之光學穿透率對波長之變異係顯示於圖6中。 、 17 200901016 實例4 : 以下列方賴紗_控絲幕的另—元件，岭 明電極用之奈米碳管的塑膠p㈣板(8· 5对χ9仆 工 賣之水中的娜級奈米碳管懸浮液（以_以2:1之 2 ;繼η.5)纖輯^麵鑛懸浮= 一中敛述了詳細内容。在典型的塗佈製程 xV?/之PET基板放置於設定在105 °c下的熱板上。使用連接至 X-Y韻械手臂的空氣噴嘴自經灰化之PET基板的 Γ此喷塗細__塗魅巾完成，此塗魅配有;^用: ^«,1 〇 6〇 ps^ 15 20 ii rSSUre)產生之14麵速率的氣流。觀-4液體以 备^升分知的速率被輸送至噴嘴擴張區域。與塗佈表面呈30度夾 整程式化而以筆直水平與垂直的圖樣來掃描塗佈表：。 = ΐ被維持在82 F#_相對濕度。完成喷塗時，將^ 上、L V 7本進订電性測在整個樣本上超過3G個平均分佈的點 出來點探針阻值量嶋大值21伏特；1微安培電流）。量測 顯示於"。阻為166.5歐姆，具有電阻均勻度變異為15%。結果係 實例5 : 如上述實例4所製備之樣本樣 烤箱退幻小時。在完成退火時，樣_ 被傳送以進行電性測定(e一 18 200901016 上超過30辦均分佈的點上進行雜職探針阻值制（最大幻伏 特；1微安培電流）。量測出來的平均電阻為⑽.3歐姆，具有電 勻度變異為15%。結果係顯示於圖7。 實例6 ·’ 5 15 20 在另一修改中’以下列方式製造對稱觸控式螢幕的-耕，即徐 佈有觸控側透龍则之奈米碳㈣轉pET基板。於灰化機中將^ 售之8. 5叶則的PET基板暴露至氧電漿5分鐘。使用驗⑽專賣 之水中的CMGS級奈米％官懸浮胁χ DI水以之 NTSL-4，餅PH _整至7, 5)錄造雜^。在軸⑽懸浮S 並使用刀子界面活性劑或聚合物懸浮劑。在美國專利申請 11/304315巾敘述了完整的詳細内容。在典型的塗佈製程巾，將量測 =為8叶χΙΟ忖之PET基板放置於設定在1〇5 下的熱板上。使用 、至X—Y-Z機械手臂的空氣喷嘴自經灰化之pet基板的上部喷冷 狐-4溶液。此她___塗魅巾絲，此塗佈室 作者用的完全儒義離裝置與傳送樣本㈣兩階段過濾室。喷 用60PSI的線麗（linepressure)產生之14獅速率的氣流。嶋—4 液體以G. 5 *升/分鐘的料被輸送対嘴舰區域。與塗佈 ϋ矣度炎肖的傾斜噴嘴經程式化*以筆直水平錢直的圖樣來掃描给 j面。整個表面的掃描被重覆14次以製造目標中的樣本。在整個给 :iff ’㈣塗佈室被轉在82 F#31%_對濕度。完成噴ί 寺將…板冷部亚對樣本進行電性測定。在整個樣本上超過％個 分佈的二上進行雜四聰針阻值制(最大值U伏特；丨微安 /。社^出來的平均電阻為105歐姆，具有電阻均勻度變異為瓜3 沁。、、、吉果係顯示於圖9。 19 200901016 實例7 : 烤箱退火6所製備之樣本樣品係於12G T的真空（<1ίΓ2㈣ 被傳送以逸在完成退火時，樣品可在真空烤箱内冷卻至室溫並 5 15 20 上超過30 Γ伞性测定(也伽⑵1 CharaCteriZati〇n)。在整個樣本 特"微安气上進彳麻四_離值制(最大21伏 产變昱為13σΓ 來的平均電阻為123歐姆，具有電阻均勾 又交/、為13.5/°。結果係顯示於圖10。 實例8 : 上並口::光;=之方式依序將奈米碳管塗佈於⑽ 控側透明電量測複數元件中之一者（即塗佈有觸 透電極用之奈米碳管的塑膠PET基板)之透射比與電導率之間 _ %nteiO專#之水中的®S級奈米碳管懸浮液(以Μ :以.1之比例稀釋之標準NTSL—4，並將ρΗ值調整至7· 5)來塗佈順 ，膜。在形成⑽懸浮液時並未使用分子界面活性劑或聚合物懸浮 别。在吳國專利中請案u/謝315中敘述了詳細内容。在典型的塗佈 製程中’將量測尺寸為2忖x2对之PET基板放置於設定在115 ^下 的,、、、板上使用連接至χ__γ_ζ機械手臂的空氣喷嘴自經灰化之PET美 板^部噴塗NTSL_4溶液。此會錄於特別輯的塗佈室中完成^ 塗佈室配有操作者關完全儒編離裝置與傳·本關兩階段過 濾，、喷塗使用60 PSI的線壓（Hne pressure)產生之14 SCFH速率 的氣流。·-4液體以〇. 5毫升/分鐘的速率被輸送至喷嘴擴張區域。 與塗佈表©呈3G度夾角的傾斜噴嘴經程式化而以筆直水平愈垂直的 圖樣來掃描塗絲面。整録_掃描被錢2如製造光學应電性 量測用的目標樣本。在整個塗佈處理期間，内部塗佈室被維持在犯f 20 200901016 與低於31/。的相對献。完成噴塗時，將熱板冷卻並對樣本移轉以進 行特性測定。在整個樣本上平均分佈的複數個點上進行線性四點探針

阻值量測（最大值21伏特；1微安培電流）。在Shimadzu腦01 PC 分光光度計中量測300-900 nm範圍内2叶以对樣品的光學穿透率。 利用#似樣σσ尺寸的空白PET基板來量測基板的基準線吸收損失。記 錄下550珈下之CNT膜的平均電阻與光學穿透率。在測定過後，將基 板傳运至塗佈室並重碰佈處理叫加額相層塗佈層。每兩層便重 覆測疋特性程序與再塗佈製程，直到總施加層數為2〇塗佈層為止。⑶τ 膜在550 nm下之鱗穿透率與斜率之間賴係翻示 。 實例9 : 實例8所述之實驗的更另—變化中，藉著如下之方式依序將奈 2官j佈於PET基板上並量測電導率與光學穿透率，以量測複數元 件:之一者（即塗佈有觸控側透明電極用之奈米碳管的塑膠卿基板） 15 j透射比與電導率之間的關係。在灰化設備中將量測尺寸為2吋β 对之PET基板暴露於氧電漿5分鐘。使帛 =碳管_(關水心丨之___^= 面^ =.,5)來塗佈PET薄膜。在形成™懸浮液時並未使用分子界 面活細。在美國翻申縣n +，輸丨尺彻心 在115 C下的熱板上。使用連接至χ_γ，械手臂的空氣喷 ^ Nm'4 送樣本用s至配有操作者用的完全噴霧劑隔離裝置與傳 & ^的桃段過射。嘴塗使用6()脱的 產生之H S⑽速率的氣流。職韻體以。5毫升/ 20 200901016 與塗佈表面呈3。度夾_嘴嘴經程式化而 ，製造光學與電性量測用的目標樣本。 =重内乂 :並：本：：行特性測定。在整個樣本上平均分二= 進灯拙四”抓針阻值量測（最大值21伏特；丨微妙電

Shi顧izU UV3101 Pc分光光度計中量測·__舰範_ 2对心寸 。利用類似樣品尺寸的空白PE取來量測基板的 土卓、核收知失。崎55G nm下之CNT膜的平均電阻與光學穿透率。 ίΐϊΐ性過後’將基板傳送至塗佈室並重覆塗佈處理以增加額外兩 =兩層便重覆測定特性程序與再塗佈製程，直到總施加層 ”、、/主佈層為止。CNT膜在550 nm下之光學穿透率與電導率之間 的關係係顯示於圖12中。 實例10 : 15 ”利_13中所示之元件以如下方式鍵構GNT_GNT對稱觸控式切 換=的工作原型。利用上述實例中所述的程序，以奈米碳管⑷0)來塗 、1置測尺寸為3 4 x2时的玻璃基板(400)。CNT膜的量測電阻為10k $姆/平方。亦利用前列實例中所述之程序，以奈米碳管(440)來塗佈 1測尺寸為3七2叶的PET歸基板(侧）以達到目標電阻75Q歐姆/ 2〇平方利*用市售的銀膠將薄鋁箔的窄條黏附至玻璃_CNT(42〇)與 CNT薄臈(45Q)兩者之每一者的―邊緣。空白pET薄膜被切割為適 =寸以形成間隔件⑽）。_市售的金屬導電膠帶將薄銅線引腳 、、，顯不於圖中）黏附至鋁箔電極。將整個組件放置於兩塑膠支撐件間 ? 、口疋以形成結實的觸控式切換器。完全裝配之觸控式切換器 22 200901016 的照片係顯示於圖14。 實例11 : κ .十5述ΐ例Μ切敘叙原簡㈣脑係連接至電腦界面 定電流源。定電流10微安培通過測試 電=來計算電阻值。電腦針對每—接觸位置與斷=感|貝 w, ^ 聊數百人。圖π顯示了對稱CNT-CNT電阻 式觸控切換㈣典型電域結果。當觸 1电阻 GNT綱㈣接觸而具 實例12 : 15 20 读明驗中’此類整侧控式蘇_的光學咖度被放置在 H篁测用之Sh簡dzu㈣is，分光光度計中。藉由將空白PET ，板置於空2玻璃基板上部上所產生的簡單堆疊侧於基準線用途。 ^控式切換m與僅OiT-CNT電極對自身之絲透明度(藉著調整 土準線吸收對堆疊吸收所獲得）所量測出的透明度曲線係顯示於圖 16。CNT-CNT電極對在550 nm下貢獻了少於3%的光學吸收損失。 交叉參考之相關申請案： 、 本申清案係與下列申請案相關，其全部被讓渡予本申請案之受讓 人且全部被包含於此作為參考。 申請於2暖年4月23日之美國專利申請案1Q/776573「Nan〇tube Films and Articles」’現為美國專利 6,7〇6,4〇2。 •申請於2004年2月11日之美國專利申請案1〇/776573「Nan〇tube

Films and Articles」，現為美國專利 & 942, 921。 23 200901016 申請於2002年4月23日之美國專利申請案1〇/128ii7「Methods of Nanotube Films and Articles」，現為美國專利 β，835, 591 ° 申請於2001年7月25日之美國專利申請案〇9/095095「Hybrid

Circuit Having Nanotube Elec仕omechanical Memory」，現為美國專 5 利 6, 574,130。 申請於2001年7月25曰之美國專利申請案09/915173 「Electromechanical Memory Having Cell Selection Circuitry Constructed with Nanotube Technology」，現為美國專利 6,643,165。 申請於2003年1月13曰之美國專利申請案10/341005「Methods ίο of Making Carbon Nanotube Films and Articles」° 申請於2003年1月13日之美國專利申請案10/341054「Methods of Using Pre-formed Nanotubes to Make Carbon Nanotube Films,

Layers, Fabrics, Ribbons, Elements, and Articles」。 申請於2003年1月13日之美國專利申請案10/341055「Methods is of Using Thin Metal Layers to Make Carbon Nanotube Fi 1ms, Layers, Fabrics, Ribbons, Elements, and Articles」。 % 申請於2003年1月13日之美國專利申請案10/341130「Carbon

Nanotube Films, Layers, Fabrics, Ribbons, Elements, and Articles」。 2〇 申請於2004年6月3日之美國專利申請案10/860433「Applicator Liquid Containing Ethyl Lactate for Preparation of NT Films」’ 現美國專利公開號為2005/0269554。 申請於2004年6月3日之美國專利申請案10/860432「Spin Coatable Liquid for Use in Electronic Fabrication Processesj > 24 200901016 現美國專利公開號為2005/0269553。 申請於2004年6月3日之美國專利申請案10/860332「High Purity Nanotube Fabrics and Films」，現美國專利公開號為 2005/0058797。 5 申請於2004年6月3曰之美國專利申請案10/860433「Spin Coatable Liquid for Formation of High Purity Nanotube Films」， 現美國專利公開號為2005/0058590。 申請於2005年12月15日之美國專利申請案n/3〇4315「Aqueous Carbon Nanotube Applicator Liquids and Methods for Producing i〇 Applicator Liquids Thereof」’現美國專利公開號為 2006/0204427。 申請於2004年6月3日之美國專利申請案丨〇/86〇33lrMe1;h〇ds 〇f

Making an Applicator Liquid for Electronics Fabrication Processes」° /應更進-姐意’本㈣之範随不限於上述實闕。其他實施 15例係落在下列之申請專利範圍中。

圖式簡單說明】 圖 1A-B 總十々 鮮了 f知赌式縣的基本元件，彳物1使用氧化铜 20 錫或各種導電聚合物作為翻導電電極之部分。 乳化鋼 極係===控式榮幕，其中觸控側電極與面板側電 化物:聚合==：^含⑽而另-電極係由導電氧 皆由__與面板側電極 25 200901016 圖4顯示了在制第-健技術於樣品之面板側上提供作為透明 電極之CNT膜層後，電阻(歐姆)對位置數②〇siti〇nnumber)的結果。 圖5顯示了在退火與冷卻後，樣品之面板側上的電阻(歐姆)對位置 編號(position number)的結果。 5 圖6顯示了當樣品在分光光度計中量測時，以透射百分比對波長 (nm)表示之CNT膜層的光學透射比變化。 圖7顯示了在使用第二喷塗技術於樣品之觸控側上提供作為透明 /電極之CNT膜層後，電阻(歐姆)對位置編號(p〇ski〇n麵㈣的結果。 圖8顯示了在退火與冷卻後，樣品之觸控側上的電阻(歐姆)對位置 10 編號(position number)的結果。 •圖9顯不了在制第三喷塗技術於樣品之觸控側上提供作為透明 電極之CNT膜層後，電阻(歐姆)對位置編號㈣衫冊麵㈣的結果。 圖10顯不了在退火與冷卻後，樣品之觸控側上的電阻(歐姆)對位 置編號(position number)的結果。 圖11顯示了在第-技術後，樣品之觸控側上之CNT膜層的光學 透射比(在550nm下的百分比)與電導度(歐姆平方)間的關聯性。 圖12顯示了在第二技術後，樣品之觸控側上之CNT膜層的光學 透射比(在550mn下的百分比)與電導度(歐姆平方)間的關聯性。 圖13顯示了用以建構咖_抓對稱觸控切換器產品原型的元 〇 4牛0 圖14提供了完全裝配之觸控切換器的照片。 圖I5以電阻(歐姆)對切換循環顯示了對稱cnt_cnt電阻式觸控 切換器的典型電切換結果。 圖16以透射百分比對波長(nm)顯示了針對觸控切換器堆疊與單獨 26 200901016 CNT-CNT電極對的光學透明度所量測的透明度曲線，其中基準線吸收 率被調整至堆疊吸收率。 【主要元件符號說明】 5 100 :非導電基板 110 :「裝置側電極」或「面板電極」 120 :非透明、低電阻電極 130 :第二電極 140 :陣列 ίο 150 :塑膠撓性薄膜 300 .導電基板 310 :面板側電極 320 :低電阻電極 330 :觸控側電極 15 340:介電間隔件 350 :撓性塑膠遮覆薄膜 、400 :玻璃基板 410 :奈米碳管 430 :間隔件 2〇 440 :奈米碳管 460 : PET塑膠基板 27

Claims (1)

1. 200901016 十、申請專利範圍： L 一種電阻式觸控螢幕袭 第一與第二撓性電極 置，包含： =奈米管織物薄膜，二撓性電極；相= =:該餘包含財麵翁料之導電網 該第一撓性電極分隔 隔元件’該分隔元件在該 插入於該第一與第二 第一盥筮犰改电極間的稷數分 電極之間形成-分隔量； 1〇 導電路徑 ^雜形變㈣㈣相魏域會實質 -、弟一撓性電極之間形成 2^如申印專伽圍第丨項之電阻式魅縣 紐的每—者皆具有—主要平面 -Ί該第-與第二 15 與該第二撓性電極的魅要平⑽實質1轉撓性雜的該主要平面 3. 如申請專利範圍第1項之電阻式觸控 隔 者之一 ==:斗’且沿著該第一與第二_極=數個分 主要表面排列设置而形成一陣列。 夕 20 的敏感度絲靖 28 200901016 6 八如申請專利範圍第3項之電阻式觸控螢幕裝置，其中該 含聚丙烯酸酯材料及環氧樹脂材料中的至少一者。 笔材枓已 1㈣阻她細置，㈣第—與第二 撓f生電極的母一者係實質上光學透明。 8. -專概圍第7項之電阻式糖錄裝置，其中被投射於該第 一極之4面上的-光學影像可在該第一撓性電極的面上 10 被偵測到。 」申1專利細帛1項之電阻朗控螢幕裝置，其t該電阻式觸控 =幕，置的建構及設置方式，俾使該第—撓性雜的—選定區域可重 4地艾到壓力而產生複數:欠數之彈性形變但不產生永久形變。 =·如巾4專她圍第9項之電阻式觸控螢幕裝置，其中該複數次數 匕含至少200個重複次數。 如=·如申請專利範圍第i項之電阻式觸控螢幕裝置，更包含沿著該第 20 -撓性電極的一主要平面設置並與其接觸的一撓性遮罩薄片。 以如申請專利範圍第1項之電阻式觸控螢幕裝置，更包含沿著該第 一撓性電極的一主要平面設置並與其接觸的一導電基板。 29 200901016 13.如申請專利範圍第12項之電阻式觸控螢幕裝置，其中該導電基板 包含一材料’此材料包含一鈉玻璃(soda glass)、光學品質之一玻璃、 一硼矽酸鹽玻璃、一鋁矽酸鹽玻璃、一結晶石英、半透明玻璃化之一 石英(translucent vitrified quartz)、一聚酯塑膠及一聚碳酸酯塑膠中之至 5 少一者。 14.如申請專利範圍第2項之電阻式觸控螢幕裝置，更包含至少一周 圍電極，其實質上沿著該第—與第二撓性電極之—者之該主要平面的 周圍邊緣設置’其巾至少—周圍雜佔獅分隔量的至少一部分。 1勺5人14項之電阻式觸控螢幕裝置，其中該周圍電極 者i ’ “材科包含紹、銀、銅、金與導電聚合複合物材料中的 15 1 _阻輪綱置，射該奈米管 4销物形成複數個導電路徑的非織造奈米管聚集體。 17.二種電阻式觸控$幕裝置的形成方法，包含.=:撓性電極’其包含了具有未對齊奈米管 織 20米管織物薄片 之導電網路的奈 七:供第一撓性電極，其包含—太々 管之導電網路，該第 二挽性物賴其具絲對齊奈米 形成被插入於該第一盥第二掉沾第一撓性電極分隔設置； 30 200901016 建構與排置該第一與第二電極與 加至該第一撓性電極之選定的一區域時是^個分隔元件，俾使壓力施 少該分隔量，藉此在該第一與第二δ亥區域實質上彈性形變以減 電極間形成一導電路徑。 队如申請專利範圍第17項之方法， 撓性電極俾使該第—與第二撓性 3建構與排置該第-與第二 齊。 。母者的主要平面係實質上對 19.如申請專利範圍第17項之方法， ⑴電材料，且沿著該第-與第二撓性電極分隔元件包含一介 列設置而形成一陣列。 王夕—者一之一主要表面排 隔件間的 =^1侧第19狀杨㈣她含相鄰分 15 第2G項之方法，其中繼對壓力的敏感度係至 猎由nP接刀隔TL件間的該選定間隔距離所決定。 20 23 包含===:其中形成該第-與第二撓性電極 31 200901016 24. 如申請專利範圍第23項之方法，其中形成該第二撓性電極包含以 奈米管之一塗料喷塗面板側基板以形成奈米織物薄片。 25. 如申請專利範圍第24項之方法，其中該面板側基板包含一材料， 5該材料包含一鈉玻璃(soda glass)、光學品質之一玻璃、一硼石夕酸鹽玻 璃、一鋁矽酸鹽玻璃、一結晶石英、半透明玻璃化之一石英(tmnslucent vitrified quartz)、一聚酯塑膠及一聚碳酸酯塑膠中之至少一者。 26. 如申請專利範圍第23項之方法’其中形成該第一撓性電極包含以 10奈米管之一塗料喷塗觸控側基板以形成奈米織物薄片。 27. 如申請專利範圍第26項之方法’其中該觸控側基板包含一塑膠材 料，該塑膠材料包含一 PET材料。 15 32