TWI420361B - 觸摸屏及其製備方法 - Google Patents

Description

觸摸屏及其製備方法

本發明涉及一種觸摸屏及其製備方法，尤其涉及一種採用奈米碳管的觸摸屏及其製備方法。

近年來，伴隨著移動電話與觸摸導航系統等各種電子設備的高性能化和多樣化的發展，在液晶等顯示設備的前面安裝透光性的觸摸屏之電子設備逐步增加。這樣的電子設備的利用者通過觸摸屏，一邊對位於觸摸屏背面的顯示設備的顯示內容進行視覺確認，一邊利用手指或筆等按壓觸摸屏來進行操作。由此，可以操作電子設備的各種功能。

按照觸摸屏之工作原理和傳輸介質的不同，先前之觸摸屏分為四種類型，分別為電阻式、電容式、紅外線式以及表面聲波式。其中電容式觸摸屏和電阻式觸摸屏之應用比較廣泛(K.Noda,K.Tanimura,Electronics and Communications in Japan,Part 2,Vol.84,No.7,P40(2001)；李樹本，王清弟，吉建華，光電子技術，Vol.15,P62(1995))。

先前技術中的電容式和電阻式觸摸屏通常包括一個作為透明導電層的銦錫氧化物層(ITO層)，Kazuhiro Noda等於文獻Production of Transparent Conductive Films with Inserted SiO₂ Anchor Layer, and Application to a Resistive Touch Panel(Electronics and Communications in Japan,Part 2,Vol.84,P39~45(2001))中介紹了一種採用ITO/SiO₂/PET層的觸摸屏。然而，ITO層作為透明導電層通常採用離子束濺射或蒸鍍等工藝製備，於製備的過程，需要較高之真空環境及需要加熱到200~300℃，因此，使得ITO層之製備成本較高。此外，ITO層於不斷彎折後，其彎折處的電阻有所增大，其作為透明導電層具有機械和化學耐用性不夠好的缺點，且存在電阻不均勻且電阻值範圍較小的現象。從而導致先前之觸摸屏存在耐用性差、靈敏度低及準確性較差等缺點。

有鑒於此，確有必要提供一種耐用性好、準確性高及靈敏度高之觸摸屏及成本較低的觸摸屏之製備方法。

一種觸摸屏，包括：一基體、具有一表面；一透明導電層，該透明導電層設置於所述基體之表面；以及兩個第一電極及兩個第二電極，該兩個第一電極及兩個第二電極分別間隔設置且與所述透明導電層電連接，以使所述透明導電層形成等電位面；其中，所述觸摸屏進一步包括一黏膠層，所述透明導電層包括一奈米碳管層，該奈米碳管層通過所述黏膠層固定於所述基體之表面，該奈米碳管層之表面粗糙度的輪廓算術平均偏差(Ra)小於或等於0.1微米。

一種觸摸屏，包括：一第一電極板，該第一電極板板包括一第一基體及一第一透明導電層，該第一透明導電層設置於所述第一基體；以及一第二電極板，該第二電極板包括一第二基體及一第二透明導電層，該第二透明導電層設置於所述第二基體，所述第二 透明導電層與所述第一透明導電層相對且間隔設置；其中，所述第一電極板進一步包括一第一黏膠層，所述第一透明導電層包括一奈米碳管層，該奈米碳管層通過所述第一黏膠層固定於所述第一基體表面，該奈米碳管層之表面粗糙度的輪廓算術平均偏差小於或等於0.1微米。

一種觸摸屏之製備方法，其包括以下步驟：提供一基體，具有一表面；形成一待固化的黏膠層於所述基體之表面；提供至少一奈米碳管膜，並將至少一奈米碳管膜鋪設於所述基體之表面並覆蓋所述待固化的黏膠層；施加一壓力於所述奈米碳管層，使所述奈米碳管層部分包埋於所述黏膠層中，使得所述奈米碳管層之表面粗糙度的輪廓算術平均偏差小於或等於0.1微米；固化所述待固化的黏膠層；以及形成電極。

與先前技術相比較，本發明提供的觸摸屏及其製備方法具有以下優點：第一，奈米碳管具有優異的力學特性使得奈米碳管層具有良好的韌性及機械強度，且耐彎折，故採用奈米碳管層作為透明導電層，可以相應的提高觸摸屏之耐用性，且可適用於柔性可彎折觸摸屏；第二，由於奈米碳管層由若干奈米碳管組成，且該若干奈米碳管均勻分佈，故，該奈米碳管層具有均勻的阻值分佈，因此，採用該奈米碳管層作為透明導電層可以相應的提高觸摸屏之靈敏度及精確度；第三，由於製備本發明所提供的觸摸屏中奈米碳管層的原料成本及工藝成本均比較低，製備方法比較簡單；因此，本發明提供的製備方法具有成本低、環保及節能的優點。

10；20‧‧‧觸摸屏

12‧‧‧基體

121‧‧‧基體之表面

14‧‧‧透明導電層

1402‧‧‧奈米碳管

16‧‧‧黏膠層

1602‧‧‧凹凸結構

18；224‧‧‧第一電極

17；244‧‧‧第二電極

22‧‧‧第一電極板

220‧‧‧第一基體

222‧‧‧第一透明導電層

228‧‧‧第一黏膠層

24‧‧‧第二電極板

240‧‧‧第二基體

242‧‧‧第二透明導電層

248‧‧‧第二黏膠層

26‧‧‧點狀隔離物

28‧‧‧絕緣框架

圖1係本發明第一實施例提供的觸摸屏之俯視圖。

圖2係圖1之觸摸屏沿II~II線剖開的剖面圖。

圖3係圖2中之透明導電層的掃描電鏡照片。

圖4係圖2之透明導電層的表面形貌圖。

圖5係光束經過圖2中之V部分的光路放大圖。

圖6係當圖2中之透明導電層的表面粗糙度Ra大於0.1微米時的表面形貌圖。

圖7係當圖2中之透明導電層的表面粗糙度Ra大於0.1微米時，光束經過圖2中之V部分的光路放大圖。

圖8係本發明第一實施例提供的觸摸屏之製備流程圖。

圖9係本發明第二實施例提供的觸摸屏之立體結構分解示意圖。

圖10係本發明第二實施例提供的觸摸屏之剖面圖。

圖11係本發明第二實施例提供的觸摸屏之製備流程圖。

下面將結合附圖及具體實施例，對本發明提供的觸摸屏以及使用該觸摸屏之顯示裝置作進一步的詳細說明。

請參閱圖1及圖2，本發明第一實施例提供一種電容式觸摸屏10，該觸摸屏10包括一基體12、一透明導電層14、一黏膠層16、兩個第一電極18以及兩個第二電極17。該基體12具有一表面121。該透明導電層14通過所述黏膠層16設置於基體12的表面121；所述兩個第一電極18以及兩個第二電極17分別間隔設置，且與所述透明導電層14電連接，用以在透明導電層14形成等電位面。

所述基體12為一曲面型或平面型的結構。該基體12具有適當之透明度，且主要起支撐的作用。該基體12由玻璃、石英、金剛石或塑膠等硬性材料或柔性材料形成。具體地，所述柔性材料可選擇為聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)等聚酯材料，或聚醚碸(PES)、纖維素酯、聚氯乙烯(PVC)、苯並環丁烯(BCB)或丙烯酸樹脂等材料。本實施例中，所述基體12為一平面型的結構，該基體12為柔性材料聚碳酸酯(PC)。形成所述基體12的材料並不限於上述列舉的材料，只要能使基體12起到支撐的作用，並具有適當之透明度即可。

所述黏膠層16的作用係為了使所述透明導電層14更好地黏附於所述基體12的表面121。所述黏膠層16係透明的，該黏膠層16的材料為具有低熔點的熱塑膠或UV(Ultraviolet Rays)膠，如PVC或PMMA等。所述黏膠層16的厚度不限，只要其能夠將所述透明導電層14固定於所述基體12上，且所述透明導電層14部分露出該黏膠層16外即可。所述黏膠層16的厚度為1奈米~500微米；優選地，所述黏膠層16的厚度為1微米~2微米。本實施例中，所述黏膠層16的材料為PMMA，該黏膠層16的厚度約為1.5微米。

所述透明導電層14為一奈米碳管層。所述奈米碳管層由若干奈米碳管組成，該奈米碳管層中大多數奈米碳管的延伸方向基本平行於該奈米碳管層的表面。所述奈米碳管層的厚度不限，可以根據需要選擇；所述奈米碳管層的厚度為0.5奈米~100微米；優選地，該奈米碳管層的厚度為100奈米~200奈米。由於所述奈米碳管層中的奈米碳管均勻分佈且具有很好的柔韌性，使得該奈米碳管層具有很好的柔韌性，可以彎曲折疊成任意形狀而不易破裂。

所述奈米碳管層中的奈米碳管包括單壁奈米碳管、雙壁奈米碳管及多壁奈米碳管中的一種或多種。所述單壁奈米碳管的直徑為0.5奈米~50奈米，雙壁奈米碳管的直徑為1.0奈米~50奈米，多壁奈米碳管的直徑為1.5奈米~50奈米。所述奈米碳管的長度大於50微米。優選地，該奈米碳管的長度優選為200微米~900微米。

所述奈米碳管層中的奈米碳管無序或有序排列。所謂無序排列係指奈米碳管的排列方向無規則。所謂有序排列係指奈米碳管的排列方向有規則。具體地，當奈米碳管層包括無序排列的奈米碳管時，奈米碳管相互纏繞或者各向同性排列；當奈米碳管層包括有序排列的奈米碳管時，奈米碳管沿一個方向或者多個方向擇優取向排列。所謂“擇優取向”係指所述奈米碳管層中的大多數奈米碳管於一個方向或幾個方向上具有較大的取向幾率；即，該奈米碳管層中的大多數奈米碳管的軸向基本沿同一方向或幾個方向延伸。所述奈米碳管層之中的相鄰的奈米碳管之間具有間隙，從而於奈米碳管層中形成多個間隙。

所述奈米碳管層包括至少一奈米碳管膜。當所述奈米碳管層包括多個奈米碳管膜時，該奈米碳管膜可以基本平行無間隙共面設置或層疊設置。所述奈米碳管膜包括奈米碳管拉膜、奈米碳管碾壓膜和奈米碳管絮化膜。

請參閱圖3，所述奈米碳管拉膜係由若干奈米碳管組成的自支撐結構。所述若干奈米碳管沿同一方向擇優取向排列。該奈米碳管拉膜中大多數奈米碳管的整體延伸方向基本朝同一方向。而且，所述大多數奈米碳管的整體延伸方向基本平行於奈米碳管拉膜的表面。進一步地，所述奈米碳管拉膜中多數奈米碳管係通過凡德 瓦爾力首尾相連。具體地，所述奈米碳管拉膜中基本朝同一方向延伸的大多數奈米碳管中每一奈米碳管與於延伸方向上相鄰的奈米碳管通過凡德瓦爾力首尾相連。當然，所述奈米碳管拉膜中存在少數隨機排列的奈米碳管，這些奈米碳管不會對奈米碳管拉膜中大多數奈米碳管的整體取向排列構成明顯影響。所述奈米碳管拉膜不需要大面積的載體支撐，而只要相對兩邊提供支撐力即能整體上懸空而保持自身膜狀狀態，即將該奈米碳管膜置於(或固定於)間隔設置的兩個支撐體上時，位於兩個支撐體之間的奈米碳管膜能夠懸空保持自身膜狀狀態。

具體地，所述奈米碳管拉膜中基本朝同一方向延伸的多數奈米碳管，並非絕對的直線狀，可以適當之彎曲；或者並非完全按照延伸方向上排列，可以適當之偏離延伸方向。因此，不能排除奈米碳管拉膜的基本朝同一方向延伸的多數奈米碳管中並列的奈米碳管之間可能存在部分接觸。

具體地，所述奈米碳管拉膜包括多個連續且定向排列的奈米碳管片段。該多個奈米碳管片段通過凡德瓦爾力首尾相連。每一奈米碳管片段包括多個相互平行的奈米碳管，該多個相互平行的奈米碳管通過凡德瓦爾力緊密結合。該奈米碳管片段具有任意的長度、厚度、均勻性及形狀。該奈米碳管拉膜中的奈米碳管沿同一方向擇優取向排列。

所述奈米碳管拉膜可通過從奈米碳管陣列直接拉取獲得。可以理解，通過將多個奈米碳管拉膜平行且無間隙共面鋪設或/和層疊鋪設，可以製備不同面積與厚度的奈米碳管層。每個奈米碳管拉膜的厚度可為0.5奈米~100微米。當奈米碳管層包括多個層疊設 置的奈米碳管拉膜時，相鄰的奈米碳管拉膜中的奈米碳管的排列方向形成一夾角α，0°≦α≦90°。所述奈米碳管拉膜的結構及其製備方法請參見范守善等人於2008年8月16日公開的第200833862號中華民國公開專利申請公佈本。

所述奈米碳管碾壓膜包括均勻分佈的多個奈米碳管，該多個奈米碳管無序、沿同一方向或不同方向擇優取向排列，該多個奈米碳管的軸向沿同一方向或不同方向延伸。所述奈米碳管碾壓膜中的奈米碳管相互部分交疊，並通過凡德瓦爾力相互吸引，緊密結合。所述奈米碳管碾壓膜可通過碾壓一奈米碳管陣列獲得。該奈米碳管陣列形成於一基底表面，所製備的奈米碳管碾壓膜中的奈米碳管與該奈米碳管陣列的基底的表面成一夾角β，其中，β大於等於0度且小於等於15度(0°≦β≦15°)。優選地，所述奈米碳管碾壓膜中的奈米碳管的軸向基本平行於該奈米碳管碾壓膜的表面。依據碾壓的方式不同，該奈米碳管碾壓膜中的奈米碳管具有不同的排列形式。該奈米碳管碾壓膜的面積和厚度不限，可根據實際需要選擇。該奈米碳管碾壓膜的面積與奈米碳管陣列的尺寸基本相同。該奈米碳管碾壓膜厚度與奈米碳管陣列的高度以及碾壓的壓力有關，可為1微米~100微米。所述奈米碳管碾壓膜及其製備方法請參見范守善等人於2009年1月1日公開的第200900348號中華民國專利申請公佈本。

所述奈米碳管絮化膜包括相互纏繞的奈米碳管，該奈米碳管長度可大於10釐米。所述奈米碳管之間通過凡德瓦爾力相互吸引、纏繞，形成網絡狀結構。所述奈米碳管絮化膜各向同性。所述奈米碳管絮化膜中的奈米碳管為均勻分佈，無規則排列，形成大量的 微孔結構。可以理解，所述奈米碳管絮化膜的長度、寬度和厚度不限，可根據實際需要選擇，厚度可為1微米~100微米。所述奈米碳管絮化膜及其製備方法請參見2008年11月16日公開的第200844041號中華民國專利申請公佈本。

所述透明導電層14通過所述黏膠層16固定於所述基體12上。具體請參閱圖5，由於透明導電層14為一奈米碳管層，該奈米碳管層由若干奈米碳管1402組成，且該若干奈米碳管1402之間具有間隙。當該透明導電層14通過黏膠層16黏附於基體12上時，該黏膠層16部分填充於所述透明導電層14中的奈米碳管1402之間的間隙中，且填充於相鄰的奈米碳管1402之間的黏膠層16的表面比較平坦。進一步地，所述透明導電層14通過所述黏膠層16固定於基體12表面，通過外加壓力的作用所述奈米碳管層部分包埋於所述黏膠層16中，部分暴露於所述黏膠層16外。具體地，所述奈米碳管層中的大多數奈米碳管1402部分表面包埋於黏膠層16中，部分表面暴露於黏膠層16外。從而，一方面該奈米碳管層可通過黏膠層16固定於基體12表面，另一方面，奈米碳管1402暴露的部分可使得透明導電層14的表面具有導電性，以實現觸摸屏之功能。

通過黏膠層16固定於基體12之透明導電層14應具有較小的表面粗糙度，即所述奈米碳管層暴露於黏膠層16外的表面具有較小之表面粗糙度。優選地，該透明導電層14的表面粗糙度越小越好，即透明導電層14的表面越平滑越好，以儘量減少或避免所述觸摸屏10於應用時由於光學折射現象出現彩色條紋。

請參閱圖6及圖7，圖6可以表現當所述透明導電層14的表面粗糙度Ra大於0.1微米時的形貌。圖7為當光束經過表面粗糙度Ra大於 0.1微米的透明導電層14時，光束之傳播路徑。

請參閱圖7，由於表面張力作用的影響，位於奈米碳管1402之間的間隙中的黏膠層16靠近奈米碳管1402的部分會攀爬到奈米碳管1402的表面，從而形成一凹凸結構1602，即於相鄰的兩個奈米碳管1402之間，位於中間部分的黏膠層16的高度會低於靠近奈米碳管1402的表面的部分黏膠層16的高度。當複合光束從基體12垂直入射時，由於該黏膠層16的材料與真空的折射率相差較大，位於奈米碳管1402之間的凹凸結構1602相當於光學三棱鏡，複合光束經過該光學三棱鏡時會產生色散現象，即一部分複合光分散成多個單色光。因此，當從觸摸屏10射出的多個分散的單色光進入到使用者的視線時，使用者就會看到所述觸摸屏10出現彩色條紋，從而影響觸摸屏之解析度。所以，所述透明導電層14的表面粗糙度Ra小於或等於0.1微米，即，奈米碳管層的表面粗糙度Ra小於或等於0.1微米，優選地，該奈米碳管層的表面粗糙度Ra小於或等於0.01微米。

本實施例中，所述透明導電層14為一層奈米碳管拉膜，該奈米碳管拉膜的厚度約為150奈米。請參閱圖4，所述透明導電層14的表面粗糙度Ra約為0.005微米。該透明導電層14的表面比較平滑，觸摸屏10出現彩色條紋的機會會減少或不會出現彩色條紋。當所述透明導電層14的表面粗糙度Ra約為0.005微米，請參閱圖5，所述透明導電層14中相鄰的奈米碳管1402之間的間隙中填充了所述黏膠層16，所述填充於奈米碳管1402之間的間隙中的黏膠層16的表面基本平坦，沒有形成凹凸結構。所述奈米碳管1402與黏膠材料基本處於同一平面，使得整個透明導電層14的表面相對平坦、 光滑。所述奈米碳管1402與所述黏膠層16的結合處比較平滑，所述複合光束從所述基體12經過所述黏膠層16射出時色散現象非常不明顯或幾乎不發生色散現象。因此，使用者在使用觸摸屏10時，看到的彩色條紋比較弱，或幾乎看不到彩色條紋，進而使得觸摸屏10的解析度比較高。

請參閱圖1及圖2，所述兩個第一電極18間隔設置於所述透明導電層14或基體12沿第一方向的兩端即圖1中所示之X方向的兩端；所述兩個第二電極17間隔設置於所述透明導電層14或基體12沿第二方向的兩端即圖1中所示之Y方向的兩端。其中，所述第一方向與第二方向只要相交即可。所述兩個第一電極18以及兩個第二電極17可以設置於所述透明導電層14上，也可以設置於所述基體12上，只要保證所述第一電極18以及第二電極17均與所述透明導電層14電連接，且可以於所述透明導電層14上形成均勻的電阻網絡即可。具體地，所述第一電極18以及第二電極17可以設置於透明導電層14的同一表面；也可以設置於所述基體12的同一表面；還可設置於透明導電層14與基體12之間；該兩個第一電極18以及兩個第二電極17還可以設置於透明導電層14的不同表面上。所述兩個第一電極18以及兩個第二電極17的材料為金屬、奈米碳管或其他導電材料，只要確保該兩個第一電極18以及兩個第二電極17能導電即可。本實施例中，所述第一電極18間隔設置於所述透明導電層14沿X方向的兩端，所述第二電極17間隔設置於所述透明導電層14沿Y方向的兩端；且X方向與Y方向正交。所述第一電極18以及第二電極17都為條形的銀層。

本發明提供一種製備上述觸摸屏10的方法，該製備方法包括以下 步驟：(w10)提供一基體，具有一表面；(w20)形成一待固化的黏膠層於所述基體之表面；(w30)提供至少一奈米碳管膜；(w40)將所述至少一奈米碳管膜鋪設於所述基體之表面，形成一奈米碳管層，該奈米碳管層覆蓋所述待固化的黏膠層；(w50)施加一壓力於所述奈米碳管層，使所述奈米碳管層部分包埋於所述待固化的黏膠層中，且該奈米碳管層的表面粗糙度Ra小於或等於0.1微米；(w60)固化所述黏膠層；(w70)形成電極。

請參閱圖8，所述觸摸屏10的製備方法具體包括以下步驟：

於步驟(w10)中，首先，提供一基體12，具有一表面121。其次，清洗所述基體12的表面121。所述清洗方法包括用乙醇或丙酮等有機溶劑清洗所述基體12的表面121。可以理解，所述對所述基體12的清洗也可採用其他方法，只需確保所述基體12的表面121無污染物即可。

步驟(w20)通過將熱塑膠或UV膠塗覆於所述基體12的表面121，以形成黏膠層16。

步驟(w30)中的奈米碳管膜由若干奈米碳管組成，且該大多數奈米碳管的延伸方向平行於該奈米碳管層的表面。所述奈米碳管膜包括奈米碳管拉膜、奈米碳管碾壓膜或奈米碳管絮化膜。所述奈米碳管膜的製備方法可以根據需要選擇。本實施例中，所述奈米碳管膜為奈米碳管拉膜，該奈米碳管拉膜的製備方法包括以下步驟：首先，提供一奈米碳管陣列，優選地，該陣列為超順排奈米碳管陣列。

本發明實施例提供的奈米碳管陣列為單壁奈米碳管陣列、雙壁奈米碳管陣列及多壁奈米碳管陣列中的一種或多種。本實施例中，該超順排奈米碳管陣列的製備方法採用化學氣相沈積法，其具體步驟包括：(a)提供一平整基底，該基底可選用P型或N型矽基底，或選用形成有氧化層的矽基底，本實施例優選為採用4英寸的矽基底；(b)於基底表面均勻形成一催化劑層，該催化劑層材料可選用鐵(Fe)、鈷(Co)、鎳(Ni)或其任意組合的合金之一；(c)將上述形成有催化劑層的基底於700℃~900℃的空氣中退火約30分鐘~90分鐘；(d)將處理過的基底置於反應爐中，於保護氣體環境下加熱到500℃~740℃，然後通入碳源氣體反應約5~30分鐘，生長得到超順排奈米碳管陣列，其高度為50微米~5毫米。該超順排奈米碳管陣列為多個彼此平行且垂直於基底生長的奈米碳管形成的純奈米碳管陣列。通過上述控制生長條件，該超順排奈米碳管陣列中基本不含有雜質，如無定型碳或殘留的催化劑金屬顆粒等。該奈米碳管陣列中的奈米碳管彼此通過凡德瓦爾力緊密接觸形成陣列。該奈米碳管陣列與上述基底面積基本相同。本實施例中碳源氣可選用乙炔、乙烯、甲烷等化學性質較活潑的碳氫化合物，本實施例優選的碳源氣為乙炔；保護氣體為氮氣或惰性氣體，本實施例優選的保護氣體為氬氣。

可以理解，本實施例提供的奈米碳管陣列不限於上述製備方法。也可為石墨電極恒流電弧放電沈積法、雷射蒸發沈積法等。

其次，採用一拉伸工具從奈米碳管陣列中拉取獲得一奈米碳管膜。其具體包括以下步驟：(a)從上述奈米碳管陣列中選定部分奈米碳管，本實施例優選為採用具有一寬度的膠帶接觸奈米碳管 陣列以選定部分奈米碳管；(b)以一個速度沿基本垂直於奈米碳管陣列生長方向拉伸該部分奈米碳管，以形成一連續的奈米碳管膜。

於上述拉伸過程中，該部分奈米碳管於拉力作用下沿拉伸方向逐漸脫離基底的同時，由於凡德瓦爾力作用，該選定的部分奈米碳管分別與奈米碳管陣列中的其他奈米碳管首尾相連地連續地被拉出，從而形成一奈米碳管膜。

然後，採用雷射處理上述奈米碳管膜。

採用雷射處理上述奈米碳管膜的方法有兩種，一種係固定奈米碳管膜，移動雷射裝置照射該奈米碳管膜；另外一種係固定雷射裝置，移動奈米碳管膜使雷射照射該奈米碳管膜。

由於奈米碳管拉膜中的奈米碳管本身之間存在凡德瓦爾力，奈米碳管拉膜中的某些奈米碳管容易聚集形成奈米碳管束，該奈米碳管束直徑較大，影響了奈米碳管拉膜的透光性。為提高奈米碳管膜的透光性，以功率密度大於0.1×10⁴瓦特/平方米的雷射照射該奈米碳管膜，除去奈米碳管膜中透光性較差的奈米碳管束。採用雷射處理奈米碳管膜的步驟可以於含氧環境中進行，優選地，於空氣環境進行。雷射處理後的奈米碳管膜的透光性有顯著的提高，其透光度大於70%，優選地，透光度大於85%。可以理解，採用雷射處理奈米碳管膜的目的為進一步提高奈米碳管膜的透明度，因此本步驟為一可選擇的步驟。

步驟(w40)：所述至少一奈米碳管膜鋪設於所述基體12的表面121，以形成一奈米碳管層，該奈米碳管層覆蓋所述待固化的黏 膠層16。本實施例中，將一個奈米碳管膜鋪設於所述待固化的黏膠層16上，以形成一覆蓋於所述待固化的黏膠層16的奈米碳管層。可以理解，也可以將多個奈米碳管膜平行共面且無間隙地或層疊地鋪設於所述待固化的黏膠層16上，以形成一奈米碳管層。由於所述奈米碳管層漂浮於所述待固化的黏膠層16的表面，所以所述奈米碳管層的表面粗糙度Ra比較大，起伏不平，該表面粗糙度Ra大於0.1微米。若此時固化該待固化的黏膠層16，如圖5所示，將會使透明導電層的表面粗糙度較大，容易使得採用該透明導電層的觸摸屏出現彩色條紋。

步驟(w50)具體包括以下步驟：

步驟(w51)：提供一具有一平面42的壓平工具40，並使該壓平工具40的平面42覆蓋所述奈米碳管層的表面，且該奈米碳管層設置於該壓平工具40與待固化的黏膠層16之間。其中，所述壓平工具40的作用係為了所述透明導電層14的表面粗糙度Ra能夠小於或等於0.1微米。因此，所述壓平工具40的表面粗糙度Ra越小越好。優選地，所述壓平工具40的平面42的表面粗糙度Ra小於或等於0.01微米。所述壓平工具40為聚酯膜、聚醚碸膜、纖維素酯膜、聚氯乙烯膜、苯並環丁烯膜或丙烯酸樹脂膜。本實施例中，所述壓平工具40的平面42的表面粗糙度Ra於0至0.05微米之間。所述壓平工具40為聚酯膜。可以理解，所述壓平工具40的形狀及材料不限，只要該壓平工具40具有至少一個平面42，且該壓平工具40的平面42的表面粗糙度Ra能夠保證所述透明導電層14的表面粗糙度Ra小於或等於0.1微米即可。

步驟(w52)：對所述壓平工具40施加一均勻的壓力，該均勻的 壓力通過所述壓平工具作用於所述奈米碳管層。由於所述奈米碳管層浮於所述待固化的黏膠層16上，於壓力的作用下，所述奈米碳管層中的奈米碳管能夠浸入所述待固化的黏膠層16中，使得奈米碳管層的表面粗糙度Ra小於或等於0.1微米。具體地，首先，將上述覆蓋有壓平工具40的基體12放置於一具有軋輥的施壓裝置30中。所述施壓裝置30具有兩個金屬軋輥32。其次，將所述覆蓋有壓平工具40的基體12通過所述兩個金屬軋輥32。通過軋輥32的速度可根據實際需要選擇，只需確保所述奈米碳管層經過壓平後，其表面粗糙度Ra小於或等於0.1微米即可。本實施例中，所述兩個金屬軋輥32的速度分別控制於1毫米/分~10米/分。

於該壓平過程中，對所述壓平工具40施加的壓力一定要均勻，以保證受到壓力之後的奈米碳管層的表面粗糙度Ra小於或等於0.1微米。於所述壓平工具40受到均勻的壓力的過程中，一方面，所述黏膠層16的材料進入所述奈米碳管層中的奈米碳管之間的間隙中，並填滿該奈米碳管層中的奈米碳管之間的間隙；另一方面，由於所述壓平工具40與奈米碳管層之間的空氣被擠壓出來，從而使得所述奈米碳管層緊密黏結於所述壓平工具40的表面；又由於所述壓平工具40的平面42的表面粗糙度Ra小於或等於0.1微米，從而保證該奈米碳管層的表面粗糙度Ra小於或等於0.1微米。這也就係說，所述壓平工具40受到的壓力以及該壓平工具40的平面42的表面粗糙度Ra對奈米碳管層的表面粗糙度Ra有重要的影響。

於步驟(w60)中，固化所述待固化的黏膠層16。然後，進一步除去所述壓平工具40。由於壓平工具40的表面粗糙度Ra小於或等於0.01微米，因此，所述黏膠層16固化之後，其表面與壓平工具 40之間的作用力相對較小，可以採用機械力直接將所述壓平工具40從所述奈米碳管層表面撕掉。去除所述壓平工具40之後，所述奈米碳管層，即所述透明導電層14的表面非常光滑，其表面粗糙度Ra小於或等於0.1微米。本實施例中，所述透明導電層14的表面粗糙度Ra約為0.005微米，具體可參閱圖4。

步驟(w70)具體包括以下步驟：間隔形成兩個第一電極18、兩個第二電極17於所述透明導電層14的表面，且與所述透明導電層14電連接，以形成觸摸屏10。具體地，提供一銀漿，採用絲網印刷、移印或噴塗等方式分別將銀漿塗覆於上述奈米碳管層上形成四個條形的銀漿；其中，兩個條形銀漿間隔形成於奈米碳管層上沿第一方向的兩端，以形成兩個第一電極18；另兩個條形銀漿間隔形成於所述奈米碳管層沿第二方向的兩端，以形成兩個第二電極17；所述第一方向與第二方向正交。然後，放入烘箱中烘烤10~60分鐘使所述四個條形銀漿固化，烘烤溫度為100℃~120℃，即可得到所述兩個第一電極18及兩個第二電極17。

可以理解，也可以採用上述方法將銀漿塗覆於所述基體12，以形成兩個第一電極18及兩個第二電極17，同時亦應確保所述兩個第一電極18及兩個第二電極17都與所述透明導電層14電連接。

請參閱圖9及圖10，本發明實施例提供一種電阻式觸摸屏20，該觸摸屏20包括一第一電極板22、一第二電極板24、多個透明的點狀隔離物26以及一絕緣框架28。其中，所述第一電極板22與第二電極板24相對間隔設置。所述多個透明的點狀隔離物26及所述絕緣框架28設置於所述第一電極板22與第二電極板24之間，且該絕緣框架28設置於所述第二電極板24的週邊，將所述第一電極板22 與第二電極板24間隔開。

所述第一電極板22包括一第一基體220，一第一黏膠層228、一第一透明導電層222以及兩個第一電極224。該第一基體220為平面結構，該第一透明導電層222與兩個第一電極224均設置於第一基體220的同一表面，所述第一黏膠層228設置於所述第一基體220與所述第一透明導電層222之間。所述兩個第一電極224間隔設置於所述第一透明導電層222的表面沿第一方向的兩端即圖9中所示之X方向的兩端，並與該第一透明導電層222電連接。

所述第二電極板24與第一電極板22間隔設置。所述第二電極板24包括一第二基體240，一第二黏膠層248、一第二透明導電層242以及兩個第二電極244。該第二基體240為平面結構，該第二透明導電層242與兩個第二電極244均設置於第二基體240的同一表面，所述第二黏膠層248設置於所述第二基體240及所述第二透明導電層242之間。所述兩個第二電極244間隔設置於第二透明導電層242的表面沿第二方向的兩端即圖9中所示之Y方向的兩端，並與第二透明導電層242電連接，且該第二透明導電層242及兩個第二電極244與所述第一透明導電層222及兩個第一電極224相對且間隔設置，該間隔的距離為2微米~10微米。

其中，所述第一方向與第二方向只要能相交即可。本實施例中，第一方向即X方向垂直於第二方向即Y方向，即兩個第一電極224與兩個第二電極244正交設置。

所述第一基體220為透明的且具有適當柔軟度的薄膜或薄板。所述第一基體220的材料為塑膠或樹脂等柔性材料。所述第二基體240為透明基板，該第二基體240的材料可以為玻璃、石英、金剛 石等硬性材料，也可以為塑膠及樹脂等柔性材料。本實施例中，所述第一基體220與第二基體240的材料均為PET，厚度均為2毫米。

所述第一黏膠層228的作用係使所述第一透明導電層222黏附於所述第一基體220的表面。所述第二黏膠層248的作用係使所述第二透明導電層242黏附於所述第二基體240的表面。所述第一黏膠層228及第二黏膠層248的作用與第一實施例中的黏膠層16的作用相同。所述第一黏膠層228與第二黏膠層248的材料為具有低熔點的熱塑膠或UV(Ultraviolet Rays)膠，如，PVC，PMMA。本實施例中，所述第一黏膠層228與第二黏膠層248的材料相同，均為PMMA。

所述第一透明導電層222為所述奈米碳管層，且具有透明可導電的特性。所述奈米碳管層由若干奈米碳管組成，該奈米碳管層中大多數奈米碳管的延伸方向基本平行於該奈米碳管層的表面，且該奈米碳管層的表面粗糙度Ra小於或等於0.1微米，優選地，該奈米碳管層的表面粗糙度Ra小於或等於0.01微米。所述第二透明導電層242的材料也具有透明可導電的特性。該第二透明導電層242可以與所述第一透明導電層222一樣都為奈米碳管層，也可以為ITO、ATO或其他透明導電材料層。可以理解，當所述第二透明導電層242為ITO、ATO或其他透明導電材料層時，該第二透明導電層242不採用第二黏膠層248也可以固定於所述第二基體240上。本實施例中，所述第一透明導電層222及第二透明導電層242的結構均與第一實施例中的透明導電層14的結構相同。

所述第一透明導電層222中的相鄰的奈米碳管之間的間隙中填充 了所述第一黏膠層228，所述填充於奈米碳管之間的間隙中的第一黏膠層228的表面基本平坦，沒有形成凹凸結構。進一步地，所述第一透明導電層222通過所述第一黏膠層228固定於所述第一基體220的表面。通過外加壓力的作用，所述奈米碳管層部分包埋於所述第一黏膠層228中；所述奈米碳管層部分暴露於所述第一黏膠層228外，使得該第一透明導電層222的表面具有導電性。所述奈米碳管層部分包埋於所述黏膠層中。由於所述奈米碳管與所述第一黏膠層228的結合處比較平滑，當所述複合光束垂直入射時，通過所述第一黏膠層228的複合光束發生的色散現象非常不明顯或幾乎不發生色散現象。即，從所述第一電極板22射向第二電極板24的光束中大部分為複合光束或幾乎全部係複合光束。由於所述第二電極板24的結構及材料與第一電極板22的結構及材料相同，該第二透明導電層242中的相鄰的奈米碳管之間的間隙中也填充了所述第二黏膠層248，所述填充於奈米碳管之間的間隙中的第二黏膠層248的表面基本平坦，沒有形成凹凸結構。所以，所述複合光束經過該第二黏膠層248時色散現象非常不明顯或幾乎不發生色散現象。因此，使用者在使用觸摸屏20時，看到的彩色條紋比較弱，或幾乎看不到彩色條紋，進而使得觸摸屏20的解析度比較高。

所述第一電極224與所述第二電極244的材料為金屬、奈米碳管或其他導電材料，只要確保該第一電極224與該第二電極244能導電即可。本實施例中，該第一電極224與第二電極244的材料為銀。可以理解，用於柔性觸摸屏上的上述電極還應具有適當之韌性和易彎折度。

所述多個點狀隔離物26設置於第二電極板24的第二透明導電層242上，且該多個點狀隔離物26彼此間隔設置。所述絕緣框架28設置於所述第一電極板22與第二電極板24之間，以確保所述第一透明導電層222與所述第二透明導電層242相對且間隔設置。所述多個點狀隔離物26與絕緣框架28均可採用絕緣樹脂或其他絕緣材料製成，並且，該點狀隔離物26應為一透明材料製成。所述多個點狀隔離物26與絕緣框架28可使第一電極板22與第二電極板24電絕緣。可以理解，當觸摸屏20尺寸較小時，該多個點狀隔離物26為可選擇的結構，只要該絕緣框架28能確保所述第一電極板22與第二電極板24電絕緣即可。

請參閱圖11，本發明實施例提供一種製備所述觸摸屏20的方法，該方法包括以下步驟：(s10)提供一第一基體220，該第一基體220具有一表面2202，(s20)形成一待固化的第一黏膠層228於所述第一基體220的表面2202；(s30)提供至少一奈米碳管膜；(s40)將所述至少一奈米碳管膜鋪設於所述第一基體220的表面2202，形成一奈米碳管層，該奈米碳管層覆蓋所述待固化的第一黏膠層228，以作為第一透明導電層222；(s50)施加一壓力於所述奈米碳管層，使所述奈米碳管層部分包埋於所述待固化的黏膠層中，所述奈米碳管層的表面粗糙度Ra小於或等於0.1微米；(s60)固化所述待固化的第一黏膠層228；(s70)間隔地形成兩個第一電極224，使得該兩個第一電極224與所述第一透明導電層222電連接，形成第一電極板22；(s80)提供一第二基體240，形成一第二透明導電層242於所述第二基體240的表面，從而形成一第二電極板24；以及(s90)封裝所述第一電極板22與第二電極板24，並使所述第一透明導電層222與所述第二透明導電層 242相對間隔設置，形成所述觸摸屏20。

所述步驟(s10)至(s70)的實現方式與本發明觸摸屏10的製備方法中的步驟(w10)至(w70)的實現方式相同。

所述步驟(s80)通過重複所述步驟(s10)至(s70)以形成所述第二電極板24。其中，所述第二電極板24進一步包括兩個第二電極244以及一第二黏膠層248。

可以理解，當所述第二透明導電層242的材料為ITO、ATO或其他透明導電材料層時，可以直接將第二透明導電層242的漿料採用塗敷、噴塗或印刷等方法形成於所述第二基體240上，然後再烘乾形成於所述第二基體240上的漿料，即可形成第二透明導電層242。

於所述步驟(s90)中，封裝所述第一電極板22及第二電極板24包括以下步驟：

步驟(s91)：提供一絕緣框架28，將該絕緣框架28設置於所述第一電極板22形成有所述第一透明導電層222的一側的週邊。具體地，首先，塗敷一絕緣黏合劑於所述第一電極板22形成有第二透明導電層242的一側的週邊。其次，將一絕緣框架28通過所述絕緣黏合劑黏結到所述第一電極板22上。

步驟(s92)：形成多個透明點狀隔離物26於所述第二電極板24。該透明點狀隔離物26的形成方法為：將包含該多個透明點狀隔離物26的漿料塗敷於所述第二電極板24上，尤其係塗敷於所述第二透明導電層242上，烘乾後即形成所述透明點狀隔離物26。可以理解，所述多個透明點狀隔離物26也可以形成於所述第一電極 板22上。

步驟(s93)：採用步驟(s91)的方法將所述第二電極板24覆蓋於所述絕緣框架28上，且使所述第一電極板22中的第一透明導電層222和所述第二電極板24中的第二透明導電層242相對設置，從而形成觸摸屏20。其中，需使所述第一電極板22中的兩個第一電極224和所述第二電極板24中的兩個第二電極244交叉設置。

本發明實施例提供的觸摸屏及其製備方法具有以下優點：第一，奈米碳管具有優異的力學特性使得奈米碳管層具有良好的韌性及機械強度，且耐彎折，故採用奈米碳管層作為透明導電層，可以相應的提高觸摸屏之耐用性；進而提高使用該觸摸屏之顯示裝置的耐用性；第二，由於奈米碳管層包括多個均勻分佈的奈米碳管，故，該奈米碳管層也具有均勻的阻值分佈，因此，採用該奈米碳管層作為透明導電層可以相應的提高觸摸屏之靈敏度及精確度；第三，由於所述透明導電層的表面比較光滑，其表面粗糙度Ra小於或等於0.1微米，使得所述平行複合光束通過該透明導電層時發生的色散現象不明顯或幾乎不發生色散現象，從而可以減弱或避免使觸摸屏之表面出現彩色條紋，進一步提高觸摸屏之解析度。第四，由於本實施例所提供的奈米碳管膜無需真空環境和加熱過程，故採用上述方法製備的奈米碳管層用作觸摸屏之透明導電層，具有成本低、環保及節能的優點。第五，由於本實施例中的奈米碳管膜具有自支撐的特點，可以採用直接鋪設奈米碳管膜的方法形成所述奈米碳管層，該方法比較簡單。另外，對於有序奈米碳管膜來說，該方法可以比較容易地控制奈米碳管膜中的奈米碳管的方向。第六，本實施例提供的製備方法採用壓平工具將 所述奈米碳管層壓平，保證了製備的透明導電層具有較好的平整度，有利於減少或避免產生色散現象，從而可以提高觸摸屏之解析度，而且該方法也比較簡單，易於實現。

綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施例，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

12‧‧‧基體

14‧‧‧透明導電層

1402‧‧‧奈米碳管

16‧‧‧黏膠層

Claims (21)

1. 一種觸摸屏，包括：一基體，具有一表面；一透明導電層，該透明導電層設置於所述基體之表面；以及兩個第一電極及兩個第二電極，該兩個第一電極及兩個第二電極分別間隔設置且與所述透明導電層電連接，以使所述透明導電層形成等電位面，其改良在於，所述觸摸屏進一步包括一黏膠層，所述透明導電層包括一奈米碳管層，該奈米碳管層通過所述黏膠層固定於所述基體之表面，且該奈米碳管層部分包埋於該黏膠層中，部分暴露於該黏膠層外，該奈米碳管層的表面粗糙度的輪廓算術平均偏差小於或等於0.1微米。
2. 如請求項第1項所述之觸摸屏，其中，所述奈米碳管層暴露於黏膠層外的表面的表面粗糙度的輪廓算術平均偏差小於或等於0.1微米。
3. 如請求項第2項所述之觸摸屏，其中，所述奈米碳管層暴露於黏膠層外的表面的表面粗糙度的的輪廓算術平均偏差小於或等於0.01微米。
4. 如請求項第2項所述之觸摸屏，其中，所述奈米碳管層通過外加壓力的作用部分包埋於所述黏膠層中，部分暴露於所述黏膠層外。
5. 如請求項第1項所述之觸摸屏，其中，所述奈米碳管層由若干奈米碳管組成，該奈米碳管層中的大多數奈米碳管部分包 埋於所述黏膠層中，部分暴露於黏膠層外。
6. 如請求項第5項所述之觸摸屏，其中，所述奈米碳管層中大多數奈米碳管之間存在間隙，所述黏膠層部分填充於奈米碳管之間的間隙中，且填充於該奈米碳管間隙中的黏膠層的表面基本平坦。
7. 如請求項第5項所述之觸摸屏，其中，所述填充於奈米碳管間隙中的黏膠層與奈米碳管基本處於同一平面。
8. 如請求項第5項所述之觸摸屏，其中，所述奈米碳管層中大多數奈米碳管的延伸方向平行於該奈米碳管層的表面。
9. 如請求項第1項所述之觸摸屏，其中，所述奈米碳管層的厚度為100奈米至200奈米。
10. 如請求項第1項所述之觸摸屏，其中，所述黏膠層的材料為熱塑膠或UV膠。
11. 如請求項第1項所述之觸摸屏，其中，所述兩個第一電極間隔設置在該基體表面沿一第一方向的兩端且分別與所述透明導電層電連接，該兩個第二電極間隔設置在該基體表面沿一第二方向的兩端且分別與所述透明導電層電連接，所述第一方向與第二方向正交。
12. 一種觸摸屏，包括：一第一電極板，該第一電極板包括一第一基體及一第一透明導電層，該第一透明導電層設置於所述第一基體；以及一第二電極板，該第二電極板包括一第二基體及一第二透明導電層，該第二透明導電層設置於所述第二基體，所述第二透明導電層與所述第一透明導電層相對且間隔設置；其改良在於，所述第一電極板進一步包括一第一黏膠層，所 述第一透明導電層包括一奈米碳管層，該奈米碳管層通過所述第一黏膠層固定於所述第一基體表面，且該奈米碳管層部分包埋於該第一黏膠層中，部分暴露於該第一黏膠層外，該奈米碳管層的表面粗糙度的輪廓算術平均偏差小於或等於0.1微米。
13. 如請求項第12項所述之觸摸屏，其中，所述奈米碳管層暴露於所述第一黏膠層外的表面的表面粗糙度的輪廓算術平均偏差小於或等於0.1微米。
14. 如請求項第12項所述之觸摸屏，其中，所述奈米碳管層由若干奈米碳管組成，該奈米碳管層中的大多數奈米碳管部分包埋於所述黏膠層中，部分暴露於黏膠層外。
15. 如請求項第14項所述之觸摸屏，其中，所述奈米碳管層中大多數奈米碳管之間存在間隙，所述黏膠層的部分黏膠材料填充於奈米碳管之間的間隙中，且填充於該奈米碳管間隙中的黏膠層的表面基本平坦。
16. 如請求項第15項所述之觸摸屏，其中，所述填充於奈米碳管間隙中的黏膠層與奈米碳管基本處於同一平面。
17. 一種觸摸屏之製備方法，其包括以下步驟：提供一基體，具有一表面；形成一待固化的黏膠層於所述基體之表面；提供至少一奈米碳管膜；將所述至少一奈米碳管膜鋪設於所述基體之表面，形成一奈米碳管層，該奈米碳管層覆蓋所述待固化的黏膠層；施加一壓力於所述奈米碳管層，使所述奈米碳管層部分包埋於所述黏膠層中，部分暴露於該黏膠層外，使得所述奈米碳 管層的表面粗糙度的輪廓算術平均偏差小於或等於0.1微米；固化所述待固化的黏膠層；以及形成電極。
18. 如請求項第17項所述之觸摸屏之製備方法，其中，所述至少一個奈米碳管膜預先採用雷射處理。
19. 如請求項第17項所述之觸摸屏之製備方法，其中，所述施加一壓力於所述奈米碳管層的步驟為：提供一具有一平面的壓平工具，並使該壓平工具的平面覆蓋所述奈米碳管層的表面；以及對所述壓平工具施加一均勻的壓力，該均勻的壓力通過所述壓平工具作用於所述奈米碳管層，使奈米碳管層部分包埋於所述黏膠層中。
20. 如請求項第19項所述之觸摸屏之製備方法，其中，所述壓平工具的平面的表面粗糙度的輪廓算術平均偏差小於或等於0.1微米。
21. 如請求項第17項所述之觸摸屏之製備方法，其中，所述形成電極的方法為絲網印刷法、移印法或噴塗法。