TWI530846B - 表面聲波觸摸板及其製造方法 - Google Patents

Description

表面聲波觸摸板及其製造方法

本發明涉及一種表面聲波觸摸板及其製造方法。

觸摸板按其種類可分為電阻式、電容式、紅外線式、表面聲波式等。其中表面聲波式觸摸板因其操作性不易受環境溫度、濕度影響，且具有壽命長、解析度高及第三壓力軸感應能力等特點，適合運用於公共場所等惡劣環境。然而，一般的觸摸板的基板都是玻璃，相比於使用可撓性基板，其連續大量生產的能力受到限制。

有鑒於此，有必要提供一種使用可撓性基板的表面聲波觸摸板以及一種製造該表面聲波觸摸板的製造方法。

一種表面聲波觸摸板，包括具有可撓性的基板；形成於該基板上的聲波傳遞層，該聲波傳遞層的材料為奈米金剛石；形成於該聲波傳遞層上的緩衝層；形成於該緩衝層上的壓電層，該壓電層形成電極圖案；及形成於該壓電層上的電極層。

一種表面聲波觸摸板的製造方法，其包括如下步驟：提供一具有可撓性的基板；在該基板上形成由奈米金剛石材料形成的聲波傳遞層；在該聲波傳遞層上形成緩衝層；在該緩衝層上形成壓電層 ，通過曝光顯影使得該壓電層形成電極圖案；及在該壓電層的電極圖案上形成電極層。

與先前技術相比，本發明所提供的該表面聲波觸摸板通過使用可撓性基板來取代傳統的玻璃屏，可以使得該表面聲波觸摸板的製造方法簡單，能夠大面積且低成本的製作可撓性表面聲波觸摸板，由此可極大提高該表面聲波觸摸板的生產效率和應用範圍。且該表面聲波觸摸板上形成有由奈米金剛石材料形成的聲波傳遞層，可提高聲波在元件表面的傳遞速率，並降低訊號損失。

100‧‧‧表面聲波觸摸板

10‧‧‧基板

20‧‧‧聲波傳遞層

30‧‧‧緩衝層

40‧‧‧壓電層

50‧‧‧電極層

80‧‧‧氧離子清潔機

81、85‧‧‧放卷機

82、86‧‧‧收卷機

84‧‧‧真空濺鍍鍍膜機

88‧‧‧曝光機

90‧‧‧光罩

91‧‧‧電極圖形透光區

93‧‧‧金屬罩

94‧‧‧鏤空指叉式電極圖形

圖1是本發明實施方式所提供的表面聲波觸摸板的立體結構示意圖。

圖2是圖1的II-II向剖示局部視圖。

圖3至圖6是本發明實施方式所提供的表面聲波觸摸板的製造過程示意圖。

下面將結合附圖，對本發明作進一步的詳細說明。

請參見圖1、圖2，本發明實施方式所提供的表面聲波觸摸板100包括柔性基板10、聲波傳遞層20、緩衝層30、壓電層40、和電極層50。

該基板10為可撓性基板，在本實施方式中，該基板10為PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯)，在其他實施方式中，該基板10也可為PES(聚醚碸樹脂)。

該聲波傳遞層20的材料為奈米金剛石，其厚度約為3~5μm。由於 奈米金剛石具有很高的彈性係數，因此可提高聲波在元件表面的傳遞速率，並降低訊號損失。此外，奈米金剛石還具有高硬度、抗腐蝕性、抗磨耗、摩擦係數小的特點，可有效延長該表面聲波觸摸板100的使用壽命。

該緩衝層30的材料為SiO ₂(二氧化矽)，其厚度約為0.2μm。由於該壓電層40的材料為氧化鋅(ZnO)，該緩衝層30的材料同樣是氧化物，因此該緩衝層30還可以使得壓電層40在形成時與該緩衝層30緊密結合，從而更好的附著於該聲波傳遞層20上，並具有更好的表面特性。

該壓電層40的厚度約為1~2μm，該壓電層40形成指叉式電極圖案，由於該電極圖案和現有技術相同，在此對其詳細結構不做描述。該電極層50形成於該壓電層40上，其材料為氧化銦錫(Indium Tin Oxide,ITO)。

由於該表面聲波觸摸板100是設置於顯示幕上，因此上述基板10、聲波傳遞層20、緩衝層30、壓電層40、電極層50都是透明材料製成，且材料不限於本實施方式所提到的，例如，該壓電層40的材料可以為透明壓電陶瓷，該電極層50的材料可以為銀奈米線、石墨烯等。

如上所述的表面聲波觸摸板100的製造方法包括如下步驟。

步驟一，如圖3所示，提供一基板10，並對該基板10表面進行清潔。

在本實施方式中，該基板10是由PET製成的可撓性基板，並採用氧離子清潔法對基板10表面進行清潔。當清潔時，該基板10成卷 狀安裝於一台氧離子清潔機80內的放卷機81上，基板10的一端纏繞于該清潔機80內的收卷機82上，放卷機81與收卷機82間隔一定距離。當清潔時，放卷機81對該基板10進行放卷並使得基板10向著收卷機82方向前進，在此過程中，氧離子清潔機80對基板10進行清潔，最後由該收卷機82對該基板10進行收卷。

本發明不限於本實施方式所限定的，例如，可以採用吹風機對基板10表面進行清潔。

步驟二，如圖4所示，在該基板10上層疊製作由奈米金剛石材料製成的聲波傳遞層20。

在本實施方式中，通過濺鍍的方式在基板10上鍍上聲波傳遞層20。當鍍膜時，呈卷狀的基板10被安裝於真空濺鍍鍍膜機84內的放卷機85上並由放卷機85進行放卷，在基板10向收卷機86移動的過程中，聲波傳遞層20被鍍於基板10上。鍍膜完成後的基板10由收卷機86進行收卷。

步驟三，在聲波傳遞層20上層疊製作由二氧化矽材料製成的緩衝層30。

在本實施方式中，通過濺鍍的方式在聲波傳遞層20上鍍上緩衝層30，其製作方式與步驟二中的方式類似，在此不再累述。

步驟四，在緩衝層30上層疊製作形成指叉式電極圖形的壓電層40。

在本實施方式中，通過濺鍍的方式在緩衝層30上鍍上由氧化鋅材料製成的壓電層40，其方式與前述濺鍍方式類似。然後，通過曝光顯影的方式使得壓電層40形成電極圖形。請參考圖5，當曝光 時，形成有壓電層40的基板10被置於曝光機88中，基板10上覆蓋有光罩90，光罩90上形成有電極圖形透光區91，光線透過電極圖形透光區91照射到壓電層40上，由於組成壓電層40的氧化鋅材料為感光材料，因此通過光照可將電極圖形透光區91的圖案轉印到壓電層40上，最後通過顯影方式將壓電層40上沒有形成電極圖案的部分腐蝕掉，從而使得壓電層40形成指叉式電極圖形。

步驟五，在壓電層40的電極圖形上層疊製作電極層50。

在本實施方式中，通過濺鍍的方式在壓電層40上鍍上由氧化銦錫材料製成的電極層50。請參考圖6，與前述濺鍍方式不同的是，在濺鍍電極層50時，在基板10上覆蓋形成有鏤空指叉式電極圖形94的金屬罩93，鏤空指叉式電極圖形94與電極層50的指叉式電極圖形對應，以保證電極層50只形成在壓電層40上。在其他實施方式中，也可以通過先濺鍍、再曝光顯影的方式形成電極層50。

與現有技術相比，本發明所提供的該表面聲波觸摸板100通過使用可撓性基板10來取代傳統的玻璃屏，可以使得該表面聲波觸摸板的製造方法簡單，能夠大面積且低成本的製作可撓性表面聲波觸摸板，由此可極大提高該表面聲波觸摸板的生產效率和應用範圍。且該表面聲波觸摸板100上形成有由奈米金剛石材料形成的聲波傳遞層20，可提高聲波在元件表面的傳遞速率，並降低訊號損失。

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方式及所列之數據為作試驗及參考之所用，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。

100‧‧‧表面聲波觸摸板

10‧‧‧基板

20‧‧‧聲波傳遞層

30‧‧‧緩衝層

40‧‧‧壓電層

50‧‧‧電極層

Claims (10)

1. 一種表面聲波觸摸板，其包括：具有可撓性的基板；位於該基板上的聲波傳遞層，該聲波傳遞層的材料為奈米金剛石；位於該聲波傳遞層上的緩衝層；位於該緩衝層上的壓電層，該壓電層形成電極圖案；及位於該壓電層上的電極層。
2. 如申請專利範圍第1項所述的表面聲波觸摸板，其中，該緩衝層的材料為二氧化矽。
3. 如申請專利範圍第1項所述的表面聲波觸摸板，其中，該基板由下述材料中的一種製成：聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚醚碸樹脂。
4. 如申請專利範圍第1項所述的表面聲波觸摸板，其中，該壓電層由下述材料中的一種製成：氧化鋅、透明壓電陶瓷。
5. 如申請專利範圍第1項所述的表面聲波觸摸板，其中，該電極層由下述材料中的一種製成：氧化銦錫、銀奈米線、碳奈米線、石墨烯。
6. 一種表面聲波觸摸板的製造方法，其包括如下步驟：提供一具有可撓性的基板；在該基板上形成由奈米金剛石材料形成的聲波傳遞層；在該聲波傳遞層上形成緩衝層；在該緩衝層上形成壓電層，並通過曝光顯影使得該壓電層形成電極圖案；及在該壓電層的電極圖案上形成電極層。
7. 如申請專利範圍第6項所述的表面聲波觸摸板的製造方法，其中，該聲波 傳遞層、緩衝層、壓電層、電極層均由濺鍍方式形成。
8. 如申請專利範圍第7項所述的表面聲波觸摸板的製造方法，其中，當濺鍍形成該電極層前，於該基板上覆蓋形成有鏤空電極圖案的金屬罩。
9. 如申請專利範圍第6項所述的表面聲波觸摸板的製造方法，其中，在提供該具有可撓性的基板的步驟中，還包括對該基板進行清洗的步驟。
10. 如申請專利範圍第9項所述的表面聲波觸摸板的製造方法，其中，在上述對該基板進行清洗、在該基板上形成由奈米金剛石材料形成的聲波傳遞層及在該聲波傳遞層上形成緩衝層三個步驟中的每一個步驟中，還包括在每一步驟開始時將呈卷狀的該基板安裝於放卷機上，該放卷機對該基板進行放卷，以及在每一步驟最終使用收卷機對該接受加工後的基板進行收卷。