CN105039939A - 形成金属导线的方法 - Google Patents
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Abstract
一种形成金属导线的方法，包括下列步骤。将感光性组合物涂布于基底；使该基底上的该感光性组合物进行光照射硬化，形成含有催化剂图案的膜层；再施以无电电镀法以形成金属导线；其中该感光性组合物包括醋酸钯、低反射率材料、光引发剂、光可聚合单体和/或寡聚物，以及溶剂；且该光可聚合单体和/或寡聚物包括以下两种成分：N-乙烯吡咯烷酮，以及N-乙烯吡咯烷酮以外的光可聚合单体和/或寡聚物。
Description
技术领域
本发明是有关于一种形成金属导线的方法，且特别是有关于一种以无电电镀法形成金属导线的方法。
背景技术
触控面板(touchscreen)是一种允许使用者藉由触碰荧幕而对元件施予控制的装置；由于它提供了有效、自然、活泼的人机互动界面，目前已在许多电子产品中获得广泛应用。
图1是一种习知的触控面板的上视图。参考图1，触控面板10包括基底110，其可区分为显示区112和周边区114。多个感应电极E配置在显示区112中，且相邻的感应电极E之间透过纵向或横向的桥接线C电性连接。配置在周边区114的走线130把各个由感应电极E和桥接线C构成的串列连接到连接部130a，以和外部电路(未绘示)电性连接。其中，桥接线C可以由微细金属导线制成；感应电极E的材料可能是铟锡氧化物(ITO)，或者也可以由微细金属导线M构成，如图1的局部放大图所示。
使用微细金属导线需克服的问题在于，由于金属材料本身的高反射性质，即使金属导线的宽度下降到数十微米等级，仍可能被使用者察觉。因此，已有研究者对降低金属导线可视度的方法进行研究。例如，参照图2和图3，这些图式绘示了已知的两种降低金属导线可视度的技术。图2所示的技术是先在基底400上形成金属导线402，再在金属导线402的表面形成低反射层404；图3所示的技术则是先在覆盖板500上形成低反射层504，再在低反射层504上形成金属导线502，两者的精神均在于在金属导线和观察者的位置之间置入一层低反射层，使金属导线比较难以察觉。然而，这些技术仍有步骤繁琐、膜层的尺寸控制不易等问题。
发明内容
要解决的技术问题
本发明提供一种形成金属导线的方法，可以降低金属导线的可视度。
技术方案
本发明的形成金属导线的方法包括以下步骤。将感光性组合物涂布于基底；使该基底上的该感光性组合物进行光(例如，UV光)照射硬化，形成含有催化剂图案的膜层；再施以无电电镀法以形成金属导线；其中该感光性组合物包括醋酸钯(Palladiumacetate)、低反射率材料、光引发剂、光可聚合单体和/或寡聚物，以及溶剂；且该光可聚合单体和/或寡聚物包括以下两种成分：N-乙烯吡咯烷酮，以及N-乙烯吡咯烷酮以外的光可聚合单体和/或寡聚物。
在一种实施方式中，该含有催化剂图案的膜层是对该感光性组合物进行光蚀刻(photolithography)而形成的，或者是以喷墨印刷、胶印、转印、网版印刷该感光性组合物后进行光硬化而形成的。
在一种实施方式中，该低反射率材料为对可见光的反射率在80％以下的材料。
在一种实施方式中，该低反射材料包括碳黑；铬、钛或锆的单氮化物或单氧化物；或前述材料的组合。
在一种实施方式中，该低反射率材料包括偶氮染料(azodyes)、蒽醌染料(anthraquinonedyes)、酞菁染料(phthalocyaninedyes)、醌亚胺染料(quinoneiminedyes)、喹啉染料(quinolinedyes)、硝基染料(nitrodyes)、羰基染料(carbonyldyes)、次甲基染料(methinedyes)或其组合。
在一种实施方式中，所述以无电电镀法形成该金属导线的步骤包括无电镀铜、无电镀银或前述两者的组合。
本发明的触控显示装置的制造方法包括前述形成金属导线的方法。
本发明的触控显示装置由前述触控显示装置的制造方法制成。
有益效果
基于上述，本发明的技术方案可以透过简单的程序制作出可视度低的金属导线，使触控面板具有更好的表现能力。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例作详细说明如下。
【图式简单说明】
图1是一种习知的触控面板的上视图。
图2和图3呈现习知的两种金属导线和低反射层结合的实施方式。
图4是根据本发明第一实施方式所绘示的形成金属导线的流程。
具体实施方式
在本文中，由“一数值至另一数值”表示的范围，是一种避免在说明书中一一列举该范围中的所有数值的概要性表示方式。因此，记载了某一特定数值范围，等同于揭露了该数值范围内的任意数值以及由该数值范围内的任意数值界定出的较小数值范围，如同在说明书中明文写出该任意数值和该较小数值范围一样。例如，记载“尺寸为10～100μm”的范围，就等同于揭露了“尺寸为20μm～50μm”的范围，无论说明书中是否列举其他数值。
图4绘示了形成金属导线的流程。以下将参照图4来说明本发明的其中一种实施方式的各项细节。
在此实施方式中，形成金属导线的方法包括以下步骤。
首先，将感光性组合物200涂布于基底100。此处，基底100的材料不受特别限制。若以制造触控显示装置为例，可以是适于该目的的任意透明材料，例如玻璃或塑料材料；其中塑料材料又可列举聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethyleneterephthalate，PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(polyethylenenaphthalate，PEN)和聚碳酸酯(polycarbonate)等实例。此外，基底100可以是硬质基底，也可以具有可挠性。
感光性组合物200是可以透过照射光(例如，UV光)而硬化(cure)，并在其中生成用于无电电镀的催化剂的组合物；且较佳是藉由照光(特别是UV光)就得以将其内含成分转变为催化剂的组合物。就此而言，感光性组合物200包括醋酸钯(化学式Pd(O2CCH3)2，或Pd(OAc)2)、光引发剂、光可聚合单体和/或寡聚物，以及溶剂。
醋酸钯可以任意形式加入感光性组合物200中，例如添加呈粉体状态或胶体粒子状态的醋酸钯。
光引发剂不受特别限制，只要具有引发光可聚合化合物的聚合的能力即可，其实例包括：Ciba公司的产品Darocur1173(2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl-propan-1-one，2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮)；BASF公司的产品Irgacure184(1-hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone，1-羟基环己基苯基甲酮)、Irgacure369(2-benzyl-2-dimethylamino-1-(4-morpholinophenyl)-1-butanone，2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)-1-丁酮)、Irgacure651(2,2-dimethoxy-1,2-diphenylethan-1-one，安息香双甲醚)、Irgacure2959(1-[4-(2-hydroxyethoxy)-phenyl]-2-hydroxy-2-methyl-1-propane-1-one，2-羟基-4'-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮)、Irgacure819(phenylbis(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphineoxide，苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦)、Irgacure1700(25％的双(2,6-二甲氧基苯甲酰基)(2,4,4-三甲基戊基)氧化膦及75％的2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮的混合物；Mixtureof25％bis(2,6-dimethoxybenzoyl)-(2,4,4-trimethylpentyl)phosphineoxideand75％2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl-propan-1-one))、IrgacureTPO(diphenyl(2,4,6-trimethylbenzoyl)-phosphineoxide，(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦)。可以单独使用一种光引发剂，或将两种以上光引发剂混合使用。
光可聚合单体和/或寡聚物包括以下两种成分：第一成分是N-乙烯吡咯烷酮，第二成分则包括N-乙烯吡咯烷酮以外的光可聚合单体和/或寡聚物。
在感光性组合物200受光照(例如，UV光照)而硬化时，第一成分和第二成分会在光引发剂的作用下进行聚合反应，两者共同构成光硬化产物(膜层201，请见图4和关于图4的说明)的聚合物基质，而催化剂散布于其中，其所需的UV照射能量密度为1500-10000J/cm2。
第二成分可以是会受光引发剂的催化而开始进行聚合反应的单体和/或寡聚物，其材料可以是本发明所属技术领域中所知的光可聚合单体和/或寡聚物，且又不属于N-乙烯吡咯烷酮者，如单官能、双官能、三官能、四官能或六官能化合物。单官能化合物如丙烯酸异莰酯(Isobornylacrylate，IBOA，如Sartomer的SR506D)、辛基/癸基丙烯酸酯(Octyldecylacrylate，ODA，如Sartomer的SR484)、丙烯酸己内酯(Caprolactoneacrylatem如Sartomer的SR495)或丙烯酸十二烷酯(Laurylacrylate，如Sartomer的SR335)。双官能化合物如三丙二醇二丙烯酸酯(Tripropyleneglycoldiacrylate，TPGDA，如AKZONobelResins的Actilane424)、1,6-己二醇二丙烯酸酯(1,6-hexanedioldiacrylate，HDDA，如AKZONobelResins的Actilane425)、二丙二醇二丙烯酸酯(Dipropyleneglycoldiacrylate，DPGDA，如Sartomer的SR508)、丙氧化(2)新戊二醇二丙烯酸酯(Propoxylated(2)neopentylglycoldiacrylate，PONPGDA，如Sartomer的SR9003)、三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯(Tricyclodecanedimethanoldiacrylate，TCDDMDA，如Sartomer的SR833S)或聚乙二醇(400)二丙烯酸酯(Polyethyleneglycol400diacrylate，PEG400DA，如Sartomer的SR344)。三官能化合物如三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(trimethylolpropanetriacrylate，TMPTA，如AKZONobelResins的Actilane431)、乙氧化(3)三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(ethoxylated(3)trimethylolpropanetriacrylate，如Sartomer的SR454)或乙氧化(6)三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(ethoxylated(6)trimethylolpropanetriacrylate，如Sartomer的SR499)。四官能化合物，如四官能基聚酯丙烯酸酯低聚物(tetrafunctionalpolyesteracrylateoligomer，如AKZONobelResins的Actilane505)、乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯(ethoxylatedpentaerythritoltetraacrylate，PPTTA，如AKZONobelResins的Actilane440)或双-三羟甲基丙烷四丙烯酸酯(ditrimethylolpropanetetraacrylate，diTMPTA，如AKZONobelResins的Actilane44)。六官能化合物如二季戊四醇六丙烯酸酯(dipentaerythritolhexaacrylate，DPHA，如AKZONobelResins的Actilane450)。
溶剂不受特别限制，其可以是本发明所属技术领域中所知的任意一种适于分散溶解感光性组合物200的各种成分的溶剂，如甲乙酮(methylethylketone)、乙腈、乙酸乙酯、氯仿、二丙酮醇(diacetonealcohol)、3-甲氧基丙醇(3-methoxypropanol)、甲苯(toluene)、乳酸乙酯(ethyllactate)、甲基溶纤素(methylcellosolve)、乙基溶纤素(ethylcellosolve)、丙基溶纤素(propylcellosolve)、乙二醇二甲醚(ethyleneglycoldimethylether)、乙二醇二乙醚(ethyleneglycoldiethylether)、乙二醇甲乙醚(ethyleneglycolmethylethylether)、丙二醇二甲醚(propyleneglycoldimethylether)、丙二醇二乙醚(propylglycoldiethylether)、丙二醇甲乙醚(propyleneglycolmethylethylether)、2-乙氧基丙醇(2-ethoxypropanol)、2-甲氧基丙醇(2-methoxypropanol)、3-甲氧基丁醇(3-methoxybutanol)、环戊酮(cyclopentanone)、环己酮(cyclohexanone)、丙二醇甲醚醋酸酯(propyleneglycolmethyletheracetate，PGMEA)、丙二醇乙醚醋酸酯(propyleneglycolethyletheracetate)、3-甲氧基丁基乙酸酯(3-methoxybutylacetate)、3-乙氧基丙酸乙酯(ethoxyethylpropionate，EEP)、乙基3-乙氧基丙酸酯(ethyl3-ethoxypropionate)、乙基溶纤素醋酸酯(ethylcellosolveacetate)、甲基溶纤素醋酸酯(methylcellosolveacetate)、乙酸丁酯(butylacetate)或二丙二醇单甲醚(dipropyleneglycolmonomethylether)。可以单独使用一种溶剂，或组合使用两种以上的溶剂。
除了前述各成分以外，感光性组合物200还包括低反射率材料。所谓“低反射率”材料，指对可见光的反射率在80％以下的材料，其可以是无机或有机材料，例如碳黑；铬、钛或锆的单氮化物或单氧化物；偶氮染料(azodyes)；蒽醌染料(anthraquinonedyes)；酞菁染料(phthalocyaninedyes)；醌亚胺染料(quinoneiminedyes)；喹啉染料(quinolinedyes)；硝基染料(nitrodyes)；羰基染料(carbonyldyes)；次甲基染料(methinedyes)或其组合。
前述感光性组合物200中各种成分的比例，原则上没有特别限制，在配制感光性组合物200时，可视以下要素来调整其相对比例，如：溶剂对各成分的分散溶解能力、光引发剂促使光可聚合单体和/或寡聚物进行聚合反应的能力、膜层201对基底100的附着力和其中的催化剂对随后的无电电镀的催化能力之间的权衡等等。
如图4所示，接着，使基底100上的感光性组合物200进行光硬化，形成含有催化剂图案的膜层201。在进行光硬化之前，也可以对感光性组合物200进行烘烤。
作为催化剂前驱体而存在于感光性组合物200中的醋酸钯在UV光的照射下可以还原成金属钯，在下一阶段无电电镀步骤中作为催化剂。
再者，需说明的是，图4是将感光性组合物200绘示成图案化的实施方式，这种实施方式可以是透过以喷墨印刷、胶印、转印、网版印刷感光性组合物200来进行的。在涂布感光性组合物200之后，只要使它照光、特别是UV光硬化，即形成膜层201。在这种实施方式中，最初涂布在基底100上时，感光性组合物200的宽度可以在0.5μm到50μm之间。当然，本发明也可藉由其他实施方式实现，例如涂布一层完整覆盖基底100表面的感光性组合物，再进行曝光、显影等光蚀刻步骤，而形成图案化的膜层201。
如图4所示，接着，再施以无电电镀法以形成包括金属导线302的膜层301。具体作法例如是将表面上形成有膜层201的基底100浸入含金属盐类的电镀液中，藉由催化剂的作用，使金属离子还原在膜层201中的钯位置。在本实施方式中，无电电镀步骤可以是无电镀铜、无电镀银或前述两者的组合，换言之，所得的金属导线302可以是铜导线、银导线或具有铜银多层膜结构的导线。关于无电镀银的详细条件，可以参考欧洲专利公开号EP0292087的内容；关于无电镀铜的详细条件，可以参考国际专利公开号WO2012140428的内容，该案也涉及感光性组合物的成分，读者可一并参考之。申请人在此将前述两案的整体内容援引加入本文，使其可作为说明与修改本文的依据。
膜层301的厚度在100nm到2μm之间，其宽度在0.5μm到50μm之间。
具体而言，膜层301包括金属导线302和低反射材料304。其中，金属导线302是由无电电镀所沉积的金属，低反射材料304则是上文记载的那些低反射材料中的一种。当然，膜层301中还可以包括其他成分306，例如保留在基底100上的光聚合产物。如前文所述，当感光性组合物200受UV光照射时，内含的第一成分和第二成分会进行聚合反应，形成膜层201的聚合物基质。然而，第一成分(N-乙烯吡咯烷酮)是亲水性的，因此膜层201在进行无电电镀时会膨润，在膜层201内产生一些与外部连通的空间，使电镀液能够进入膜层201的内部，与催化剂接触并沉积金属。
此外，低反射材料304能够降低最后得到的金属导线302的可视程度，藉此，本实施方式的形成金属导线的方法适用于触控显示装置的制作，可以提高触控显示装置的显示品质。基于此理由，本发明也涉及一种触控显示装置的制造方法及由该方法获得的触控显示装置。
本发明提供的触控显示装置的制造方法的特征在于，使用了第一实施方式中的形成金属导线的方法，至于其他步骤、材料则可以由已知的技术中任意选择。简言之，触控显示装置的制造方法包括在透明基底上形成金属导线、在透明保护层上形成金属导线(此二步骤中至少一者使用了第一实施方式的方法)，以及藉由绝缘黏着层接合透明保护层和透明基底的步骤。
综上所述，本发明提供一种形成金属导线的方法、使用该方法的触控显示装置的制造方法，以及由此获得的触控显示装置，可以透过简单的程序制作出可视度低的金属导线，使触控面板具有更好的表现能力。
虽然已以实施例对本发明作说明如上，然而，其并非用以限定本发明。任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围的前提内，当可作些许的更动与润饰。故本申请案的保护范围当以所附的权利要求书所界定者为准。
符号说明
10：触控面板
100、110：基底
112：显示区
114：周边区
130：走线
130a：连接部
200：感光性组合物
201：膜层
301：经无电镀后的膜层
302、402、502：金属导线
304：低反射材料
306：其他成分
404、504：低反射层
C：桥接线
E：感应电极
M：微细金属导线
Claims (9)
1.一种形成金属导线的方法，包括将感光性组合物涂布于基底；使该基底上的该感光性组合物进行光硬化，形成含有催化剂图案的膜层；再施以无电电镀法以形成金属导线；其中
该感光性组合物包括醋酸钯、低反射率材料、光引发剂、光可聚合单体和/或寡聚物，和溶剂，且
该光可聚合单体和/或寡聚物包括：
N-乙烯吡咯烷酮，以及
N-乙烯吡咯烷酮以外的光可聚合单体和/或寡聚物。
2.如权利要求1所述的方法，其中该含有催化剂图案的膜层是对该感光性组合物进行光蚀刻而形成的，或者是以喷墨印刷、胶印、转印、网版印刷该感光性组合物后进行光硬化而形成的。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述光硬化为UV光硬化。
4.如权利要求1所述的方法，其中该低反射率材料为对可见光的反射率在80％以下的材料。
5.如权利要求1所述的方法，其中该低反射材料包括碳黑；铬、钛或锆的单氮化物或单氧化物；或前述材料的组合。
6.如权利要求1所述的方法，其中该低反射率材料包括偶氮染料、蒽醌染料、酞菁染料、醌亚胺染料、喹啉染料、硝基染料、羰基染料、次甲基染料或其组合。
7.如权利要求1所述的方法，其中所述以无电电镀法形成该金属导线的步骤包括无电镀铜、无电镀银或前述两者的组合。
8.一种触控显示装置的制造方法，包括权利要求1至7中任一项所述的形成金属导线的方法。
9.一种触控显示装置，由权利要求7所述的触控显示装置的制造方法制成。
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