CN107704140A - 具奈米金属阵列的可挠式触控感测器及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种具奈米金属阵列的可挠式触控感测器及其制作方法,于可挠式触控感测器表面上制作奈米等级点阵均匀分布的三角锥金属点。该等三角锥金属点可以有效降低阻抗却不影响光穿透率,此外可以使可挠式触控感测器的弯折直径下降到2毫米,仍然不会出现龟裂、电性异常等现象,有效提高制程良率以及提供更佳的产品设计应用。

Description

具奈米金属阵列的可挠式触控感测器及其制作方法
技术领域
[0001] 本发明关于触控感测器领域,特别是指一种于氧化铟锡薄膜(IT0)表面上制作奈 米等级点阵均匀分布的金属阵列,改善耐弯性质的可挠式触控感测器。
背景技术
[0002] 随着电子产品向轻型化、小型化、集成化方向的不断发展,可弯曲甚至可穿戴的柔 性电子元器件正在日益成为科学研究和制造技术研发的热点。柔性透明导电膜由于具有重 量轻、柔性好、抗冲击、成本低、可进行各种形状或表面设计等优点,便于应用与轻便,可移 动的户外设备中,具有更强的竞争力,被广泛用于柔性显示屏、触摸屏、电致变色薄膜、薄膜 太阳能电池等产品中。
[0003]在显示屏幕中,透明氧化铟锡(IT0)导电膜因其优异的光电特性发挥着重要的作 用,即便铟为稀有元素,地球含量低(0 • 05ppm),使透明氧化铟锡的制造成本较高,但透明氧 化铟锡仍是目前业界做为触控感测器电极材料的主流产品。
[0004]然而,由于透明氧化铟锡属于陶瓷材料,易破碎不耐弯折,其膜层的表面电阻将随 着弯折次数而明显的提升,根据实验室的弯曲实验,透明氧化铟锡在弯曲直径小于5毫米 (mm)时,在弯折处就会出现龟裂导致电性异常现象,因此限制了产品的设计与制程良率风 险。
发明内容
[0005]本发明的目的在于改善一般氧化铟锡薄膜弯曲直径小于5毫米(mm)时,在弯折处 就会出现龟裂导致电性异常现象。
[0006]为了达到上述目的,本发明系采取以下之技术手段予以达成,其中,本发明提供一 种具奈米金属阵列的可挠式触控感测器制作方法,包括下列步骤:&提供一氧化铟锡薄膜以 及一奈米球溶液,该奈米球溶液包括一液体以及奈米等级的复数个球体分子。b将该奈米球 溶液涂布于该氧化铟锡薄膜的一表面上。c使该等球体分子自组装排列并附着于该表面形 成一遮罩层。d利用该遮罩层的孔隙于该表面形成一金属阵列。e移除该遮罩层。丨于该氧化 铟锡薄膜上制作导电线路。
[0007]在本发明一实施例中,其中该步骤b更包括:控制该液体的高度低于该球体分子的 直径。
[0008]在本发明一实施例中,其中该遮罩层仅由一层该等球体分子紧密排列组成 _9]㈣:实脑巾,其巾跡更條:该金辦糊疆或电镀方式形 成于该表面。
[0010]在本发_ A施例中,其中步骤d更包括:该金属阵列由点阵均3分布的复数个三 角锥金属点所构成。 _1、]在本发明-实施例中,其中该步骤e更包括:利用一溶剂针对该表碰行雛以移 除该遮罩层。
[0012] 本发明还提供一种利用上述方法制作的可挠式触控感测器,包括:一氧化铟锡薄 膜以及一金属阵列,该氧化铟锡薄膜设置有触控电极走线。该金属阵列形成于该氧化铟锡 薄膜一表面,该金属阵列包括点阵均匀分布于该表面上的复数个三角锥状金属点。其中,该 三角锥状金属点的底面直径小于400奈米。
[0013] 在本发明一实施例中,该金属阵列是透过滅镇或电锻金属方式形成于该氧化烟锡 薄膜的表面。
[0014] 在本发明一实施例中,该金属阵列为金、银或铜材质金属。
[0015] 在本发明一实施例中,该三角锥状金属点之间的间距大于760奈米,且三角锥状金 属点的高度介于60奈米至70奈米之间。
附图说明
[0016] 图1为本发明具奈米金属阵列的可挠式触控感测器及其制作方法之方法流程图;
[0017] 图2为本发明具奈米金属阵列的可挠式触控感测器及其制作方法之球体分子自组 装排列示意图;
[0018] 图3为本发明具奈米金属阵列的可挠式触控感测器及其制作方法之遮罩层示意 图;
[0019] 图4为本发明具奈米金属阵列的可挠式触控感测器及其制作方法之金属阵列形成 示意图;
[0020] 图5A及5B为本发明具奈米金属阵列的可挠式触控感测器及其制作方法之可挠式 触控感测器示意图及俯视图;
[0021] 图6为本发明具奈米金属阵列的可挠式触控感测器及其制作方法之可挠式触控感 测器弯折示意图。
[0022]附图标号说明:
[0023] 氧化铟锡薄膜1
[0024]表面 11 [0025] 奈米球溶液2
[0026]液体 21
[0027] 球体分子22
[0028] 遮罩层3
[0029] 金属阵列4 [0030]三角锥状金属点41
[0031] 基板 5
[0032] 导电线路6 [0033]保护盖板7 [0034]直径 R
[0035]步骤 100 〜150
具体实施方式
[0036]为达成上述目的及功效,本发明所采用之技术手段及构造,兹绘图就本发明较佳 实施例详加说明其特征与功能如下,俾利完全了解,但须注意的是,该等内容不构成本发明 的限定。
[0037] 1请同时参阅图1至图5B所示,其为本发明具奈米金属阵列的可挠式触控感测器制 作较佳实施例之方法流程图、球体分子自组装排列示意图、遮罩层示意图、金属阵列形 成不意图、可挠式触控感测器示意图及俯视图。本发明提供一种具奈米金属阵列的可挠式 触控感测器制作方法,包括下列步骤:
[0038]步骤100:提供一氧化铟锡薄膜(ITO) 1、一奈米球溶液2,该奈米球溶液2包括奈米 等级的复数个球体分子22。该氧化铟锡薄膜1可设置于一基板5上。本发明采用溶胶-凝胶法 (Sol-Gel)制备该奈米球溶液2,该奈米球溶液2包括一液体21以及奈米等级的复数个球体 分子22,每一个球体分子M的直径小于〇.6微米(mj)。该球体分子22为具有疏水性官能基修 饰的有机奈米球,较佳者可为为聚乙烯球。 _9]步骤i 10:将该奈米球溶液2涂布于该氧化铟锡薄膜丨的—表面:丨上。利用刮刀或其 他工具将该奈米球溶液2涂布于该氧化铟锡薄膜1的一表面^上。
[0040]步骤12〇:使该等球体分子22自组装排列并附着于该表面11形成一遮罩层3。利用 溶胶-凝胶法中的凝胶化(Gelation)、老化(Aging)、干燥(Drying)等程序使该等球体分子 22自组装排列并附着于该表面11形成一遮罩层3,其中,该遮罩层3仅由一层该等球体分子 22紧密排列组成。控制涂布厚度可以有效达到球体分子22单层分布,将该液体21的高度控 制低于球体分子22的直径,此时会产生毛细作用力(即表面张力),球体分子22之间会互相 吸引而聚集,在该液体21挥发的过程中皆可受液体21对流流动的影响而进行自组装排列, 如图2所不。最终球体分子22会附着于氧化铟锡薄膜1表面11形成遮罩层3,并以最紧密六方 堆叠排列,如图3所示。 、
[0041 ]步骤130:利用该遮罩层3的孔隙于该表面11形成一金属阵列4。利用派镀或电镀方 式于该表面11形成该金属阵列4,派镀或电镀的金属会透过该遮罩层3的孔隙金属沈积于该 表面11,形成点阵均匀分布的三角锥状金属点41,如图4所示。在本发明一实施例中,电镀的 金属可以为金、银、或铜等金属材质,但不限于此。
[0042]步骤140:移除该遮罩层3。利用一溶剂(图中未示)例如甲醇、水或弱酸液体等针对 该表面11进行清洗,可以移除该遮罩层3,而仅留下该金属阵列4。
[0043]步骤150:于该氧化铟锡薄膜1上制作导电线路6。利用制作触控电极导电线路6时 常见的黄光蚀刻制程,可以将该氧化铟锡薄膜1面内外线路蚀刻成型。
[0044]值得一提的是,透过使用不同大小的球体分子22,可以有效控制每一个三角锥状 金属点41之间的间距,较佳者三角锥状金属点41之间的间距可大于760奈米(nm),较不产生 光干涉现象。此外,三角锥状金属点41的高度可控制在60奈米至70奈米之间、底面直径可控 制在50奈米至400奈米之间,使光穿透率介于87百分比至90百分比之间。在本发明较佳实施 例中,三角锥状金属点41的高度控制为6S奈米、底面直径控制为15〇奈米至300奈米。
[0045]本发明还提供一种依照上述方法制作的可挠式触控感测器,包括:一透明导电膜 1、一金属阵列4。
[0046]该氧化铟锡薄膜1厚度约为20奈米,其可设置于一基板5上3,且该氧化铟锡薄膜丄 设置有触控电极走线。
[0047]该金属阵列4形成于该氧化铟锡薄膜1一表面11,该金属阵列4包括点阵均勾分布 于该表面11上的复数个三角锥状金属点41。其中,该三角锥状金属点41的底面直径小于400 奈米
[0048]在本发明一实施例中,该金属阵列4是透过溉镀或电镀金属方式形成于该氧化铟 锡薄膜1的表面11。
[0049]在本发明一实施例中,该金属阵列4为金、银或铜材质金属。
[0050]在f发明一实施例中,该三角锥状金属点41之间的间距大于760奈米,且三角锥状 金属点41的高度介于60奈米至7〇奈米之间。
[0051]请更加参阅图6所示,其为本发明具奈米金属阵列的可挠式触控感测器及其制作 方法之可挠式触控感测器弯折示意图。透过上述说明,本案提供了一种具奈米金属阵列的 可挠式触控感测器的制造方法及其结构,三角锥状金属点41平均散布于氧化铟锡薄膜1的 表面11,有效降低氧化铟锡薄膜丨阻抗,且因为其大小为奈米等级,并不会影响到触控感测 器的光穿透率。最重要的是,根据可挠式触控感测器弯折实验的测试结果,相较于一般氧化 铟锡薄膜弯曲直径小于5毫米(mm)时,在弯折处就会出现龟裂导致电性异常现象,本案具奈 米金^阵列的可挠式触控感测器在与基板5、保护盖板7贴附成型之后,其弯曲直径R可下降 至2毫米(mm),仍然不会出现龟裂、电性异常等现象,有效提高制程良率以及提供更佳的产 品设计应用。
[0052]…经f上述的详细说明,已充分显示本发明具有实施的进步性,且为前所未见的新 发明,芫全符合发明专利要件,爰依法提出申请。惟以上所述仅为本发明的较佳实施例而 已,当不能用以限定本发明实施的范围,亦即依本发明专利范围所作的均等变化与修饰,皆 应属于本发明专利涵盖的范围内。

Claims (10)

1. 一种具奈米金属阵列的可挠式触控感测器制作方法,包括下列步骤: a提供一氧化铟锡薄膜以及一奈米球溶液,该奈米球溶液包括一液体以及奈米等级的 复数个球体分子; b将该奈米球溶液涂布于该氧化铟锡薄膜的一表面上; c使该等球体分子自组装排列并附着于该表面形成一遮罩层; d利用该遮罩层的孔隙于该表面形成一金属阵列; e移除该遮罩层;以及 f于该氧化铟锡薄膜上制作导电线路。
2.如权利要求1所述的具奈米金属阵列的可挠式触控感测器制作方法,其中该步骤b更 包括:控制该液体的高度低于该球体分子的直径。
3. 如权利要求1所述的具奈米金属阵列的可挠式触控感测器制作方法,其中该遮罩层 仅由一层该等球体分子紧密排列组成。
4. 如权利要求1所述的具奈米金属阵列的可挠式触控感测器制作方法,其中该步骤d更 包括:该金属阵列是利用溅镀或电镀方式形成于该表面。
5.如权利要求1所述的具奈米金属阵列的可挠式触控感测器制作方法,其中该步骤d更 包括:该金属阵列由点阵均匀分布的复数个三角锥金属点所构成。
6. 如权利要求1所述的具奈米金属阵列的可挠式触控感测器制作方法,其中该步骤e更 包括:利用一溶剂针对该表面进行清洗以移除该遮罩层。
7. —种利用如权利要求1至6任一项所述方法制作的可挠式触控感测器,包括: 一氧化铟锡薄膜,设置有触控电极走线;以及 一金属阵列,形成于该氧化铟锡薄膜一表面,该金属阵列包括点阵均匀分布于该表面 上的复数个三角锥状金属点; 其中,该三角锥状金属点的底面直径小于400奈米。
8. 如权利要求7所述的可挠式触控感测器,其中该金属阵列是透过派镀或电镀金属方 式形成于该氧化铟锡薄膜的表面。
9.如权利要求7所述的可挠式触控感测器,其中该金属阵列为金、银或铜材质金属。
10.如权利要求7所述的可挠式触控感测器,其中该三角锥状金属点之间的间距大于 ?6〇奈米,且三角锥状金属点的高度介于6〇奈米至70奈米之间。
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