CN112363640A - 触控感测模组与形成其之方法 - Google Patents
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Abstract
一种形成触控感测模组的方法，包括形成金属层在基板上、形成具有疏水性的保护层在金属层上、藉由激光图案化保护层与金属层、以及在激光图案化后，清洁保护层。其中，图案化后的金属层形成导线层。保护层可作为导线层的抗腐蚀层、因具有疏水性可轻易除去制程过程中产生的异物、可作为缓冲层以避免激光图案化制程对基材产生过度切割、以及可提升导线层之加工质量有益于电性表现，例如提高利用的面积和维持导线层的平整性。
Description
技术领域
本发明为一种触控感测模组与形成其之方法。
背景技术
随着触控面板产业的高度成长，对于触控感测模组的需求大幅增加。因此，产生高质量触控感测模组有益于电性讯号传输的稳定。
发明内容
本发明之一态样为一种形成触控感测模组的方法，包括在基板上形成金属层、在金属层上形成具有疏水性的保护层、藉由激光图案化保护层和金属层使得金属层经激光图案化后形成导线层、以及激光图案化之后清洁保护层。在一些实施例中，形成具有疏水性的保护层包括使用含氟官能基的有机聚合材料。在一些实施例中，形成具有疏水性的保护层包括使用一种材料，其中此种材料可解离出的氢离子浓度小于1×10-7体积摩尔浓度。在一些实施例中，形成具有疏水性的保护层包括形成具有疏水性的液态材料在金属层上并且固化液态材料在金属层上。在一些实施例中，形成具有疏水性的保护层包括形成具有疏水性的固态材料在金属层上。在一些实施例中，形成具有疏水性的保护层包括在保护层进行疏水性前处理。在一些实施例中，激光图案化保护层与金属层包括图案化感测电极区的保护层和金属层、图案化周边线路区的保护层和金属层、或图案化上述位置之组合的保护层和金属层。在一些实施例中，清洁保护层包括使用水和气体清洁保护层。
本发明之另一态样为一种触控感测模组包括基板、位于基板上的导线层、和位于导线层上的保护层。导线层包括数个第一斜面和数个第一上表面，其中第一上表面相连于第一斜面。保护层包括数个第二斜面和数个第二上表面，其中第一斜面与第二斜面为藉由同一图案化制程同时形成，使得第二斜面与第一斜面为连续的斜面，第二上表面相连于第二斜面。在一些实施例中，保护层包括疏水性材料。在一些实施例中，导线层包括位在感测电极区的导线层、位在周边线路区的导线层、或位在上述位置之组合的导线层。在一些实施例中，第一上表面实质上为平行于基板的平面。在一些实施例中，触控感测模组进一步包括复数个突出物，位于保护层的第二上表面上。
附图说明
阅读以下实施方法时搭配附图以清楚理解本发明的观点。应注意的是，根据业界的标准做法，各种特征并未按照比例绘制。事实上，为了能清楚地讨论，各种特征的尺寸可能任意地放大或缩小。
图1根据本发明的一些实施例而绘示的触控面板之简化示意图。
图2A根据本发明的一些实施例而绘示的触控感测模组之简化截面图。
图2B根据本发明的一些实施例而绘示的触控感测模组之简化截面图。
图3根据本发明的一些实施例而绘示的形成触控感测模组的方法的其中一制程阶段之简化截面图。
图4根据本发明的一些实施例而绘示的形成触控感测模组的方法的其中一制程阶段之简化截面图。
图5根据本发明的一些实施例而绘示的形成触控感测模组的方法的其中一制程阶段之简化截面图。
图6A根据本发明的一些实施例而绘示的形成触控感测模组的方法的其中一制程阶段之简化截面图。
图6B绘示图6A之局部放大图之简化截面图。
图7根据本发明的一些实施例而绘示的部分触控面板之简化截面图。
附图标记：
100:触控面板 102:显示模组
104:触控感测模组 106:保护盖板
200:基板 202:导线结构
204:保护层 206:导线结构
208：保护层 300:基板
302:导线层 302A:金属层
304:保护层 304A:保护层
306:雷射 308:异物
310:清洁步骤 312:突出物
314:透明绝缘层 316:保护盖板
A:边缘 A’:边缘
B:边缘 B’:边缘
M:局部放大 R1:感测电极区
R2:周边线路区 S:斜面
S1:第一斜面 S2:第二斜面
SA-A’:距离 SB-B’:距离
U1:第一上表面 U2:第二上表面
具体实施方式
当一个组件被称为「在…上」时，它可泛指该组件直接在其他组件上，也可以是有其他组件存在于两者之中。相反地，当一个组件被称为「直接在」另一组件，它是不能有其他组件存在于两者之中间。如本文所用，词汇「及/或」包含了列出的关联项目中的一个或多个的任何组合。
再者，为了方便描述图标中一组件或特征部件与另一(些)组件或特征部件的关系，可使用空间相关用语，例如「在...之下」、「下方」、「下部」、「上方」、「上部」及诸如此类用语。除了图示所绘示之方位外，空间相关用语亦涵盖使用或操作中之装置的不同方位。当装置被转向不同方位时(例如，旋转90度或者其他方位)，则其中所使用的空间相关形容词亦将依转向后的方位来解释。
本文所使用的术语「基本上」可以表示一给定量的值在例如目标状态或数值(或预期状态或数值)的±5％之内变化。
随着触控面板产业的高度成长，对于触控感测模组的需求大幅增加。由于金属具有成本较低、阻抗较低、可挠性较佳等优势，经常使用于触控感测模组中作为电性讯号传输的导线。为了在触控感测模组中电性讯号传输的稳定性，需产生高质量的导线，并且藉由图案化过程中降低导线间距以提高触控感测模组内的导线面积。因此，本发明的实施方式提供一种触控感测模组与形成此触控感测模组的方法。
参见图1，绘示出触控面板100内的简化结构，其中包含显示模组102、保护盖板106以及介于显示模组102和保护盖板106之间的触控感测模组104。在一些实施例中，显示模组102可包括液晶显示面板。在另一些实施例中，显示模组102可包括发光二极管(lightemitting diode,LED)显示面板或有机发光二极管(organic light emitting diode,OLED)显示面板。在一些实施例中，保护盖板106具有保护作用。在一些实施例中，当保护盖板106上有导电物体(例如，手指)触摸时，触控感测模组104中的电容耦合发生差异而产生讯号，电容感应讯号经处理后，便可计算出导电物体触摸的相对位置。
参见图2A，其为根据本发明的一些实施例而绘示的触控感测模组104之简化截面图，其呈现的单层为简化结构仅作为范例而非限制。在一些实施例中，触控感测模组104包括基板200，其中基板200包括感测电极区R1与周边线路区R2。感测电极区R1设置位置为触控感测模组104的操作范围，即导电物体(例如，手指)靠近时，电容耦合发生差异而产生讯号之范围。周围线路区R2设置于感测电极区R1之边缘，感测电极区R1产生的讯号可藉由周边线路区R2进行电性讯号之传输。
继续参见图2A，触控感测模组104包括设置在感测电极区R1的导线结构202、设置在感测电极区R1的导线结构202上的保护层204、以及设置在周边线路区R2的导线结构206。设置在感测电极区R1的导线结构202和以及设置在周边线路区R2的导线结构206设置于基板200上。保护层204仅分布在感测电极区R1的导线结构202上。保护层204与感测电极区R1的导线结构202是藉由相同的图案化制程制作，而使保护层204具有与感测电极区R1的导线结构202相应的图案。
参见图2B，其为根据本发明的另一些实施例而绘示的触控感测模组104之简化截面图，呈现单层为简化之结构仅作范例而非限制。在一些实施例中，触控感测模组104包括基板200，其中基板200包括感测电极区R1与周边线路区R2。触控感测模组104包括设置在感测电极区R1的导线结构202、设置在感测电极区R1的导线结构202上的保护层204、设置在周边线路区R2的导线结构206、以及设置在周边线路区R2的导线结构206上的保护层208。设置在感测电极区R1的导线结构202和设置在周边线路区R2的导线结构206设置于基板200上。保护层204与感测电极区R1的导线结构202是藉由相同的图案化制程制作，而使保护层204具有与感测电极区R1的导线结构202相应的图案。保护层208与周边线路区R2的导线结构206是藉由相同的图案化制程制作，而使保护层208具有与周边线路区R2的导线结构206相应的图案。
图2A与图2B亦可为双层结构(在此未绘出)，例如，操作相似的制程在基板200的另一侧形成感测电极区的导线结构、周边线路区的导线结构和导线结构上的保护层。其中保护层可以仅设置在感测电极区的导线结构上或是保护层可以同时设置在感测电极区的导线结构上和周边线路区的导线结构上。保护层因藉由相同的图案化制程而具有与导线结构相同的图案。
上述的导线结构可藉由图案化感测电极区及/或周边线路区的金属层而达成，其中图案化的方法包括曝光显影、屏蔽、激光、或是其他合适的技术。举例来说，曝光显影制程中，将光阻涂布至金属层上经黄光制程后，以蚀刻液除去空白区而留下导线，然而制程过程中会产生大量的废液。另一例子中，屏蔽的技术是将定义为导线的部分于屏蔽中镂空，接者，依照屏蔽的镂空部分在基板上镀出导线，然而制程后屏蔽上会残留金属需以药剂清洁。在另一例子中，使用激光蚀刻导电层的空白区而留下导线，过程中不会产生大量废液，并且激光图案化制程相对于曝光显影图案化制程，具有高方向性和高功率之特性，易于简化制程操作。然而激光过程中的熔渣可能会附着在导线上而导致污染，影响导线加工质量。因此，本发明的实施方式提供一种触控感测模组104的装置与形成此触控感测模组104的方法，尤其是使用激光图案化制程形成的导线之结构与其方法。
图3至图7绘示了形成触控感测模组104的方法的各制程阶段之简化截面图，其图式呈现的制程顺序仅为示例，并且不意图限制本发明。再者，形成触控感测模组104的各制程阶段之间可能有其他的制程操作，为了简化说明的目的，可能会将其他的制程操作的说明省略。同样地，在图式中，除了本发明提及之装置或系统，亦可能包括其他装置或系统。为了简化说明，以上装置或系统在图3至图7中未绘出。
图3至图7所示的流程图不限于应用在如图2A和图2B所示的设置在感测电极区R1的导线结构202以及设置在周边线路区R2的导线结构206。换言之，只要藉由图案化金属层而制成的结构皆适用以图3至图7所制作。
参见图3，绘示了触控感测模组104的其中一个制程阶段的简化截面图：在基板300上依序形成金属层302A和保护层304A，其中保护层304A覆盖金属层302A的暴露出的表面，例如上表面及/或侧表面。基板300包括透光性的玻璃基板、透光塑料薄膜、金属基板、或其他合适的材料。作为范例而非限制，透光塑料薄膜的材料可包括聚乙烯对苯二甲酸甲酯(polyethylene terephthalate,PET)、聚酰亚胺(polyimide,PI)、聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethylmethacrylate,PMMA)、聚碳酸酯(Polycarbonate,PC)、三醋酸纤维素(Triacetate cellulose,TAC)、或聚对萘二甲酸乙二酯(polyethylenenaphthalate,PEN)。在一些实施例中，基板300的厚度为50μm至125μm，例如为60μm、70μm、80μm、90μm、100μm、110μm、或120μm。
金属层302A材料可能包括金、银、铝、铜、钨、铁、锡、铂、其他具有导电性质的材料、或上述之任意组合。在一些实施例中，金属层302A的材料可为铜。在一些实施例中，金属层302A可为奈米铜层。在一些实施例中，形成金属层302A至基板300上的技术可包括溅镀(sputter)、物理气相沉积(physical vapor deposition,PVD)、化学气相沉积(chemicalvapor deposition,CVD)、其他合适的技术、或上述技术之任意组合。在一些其他的实施例中，金属层302可使用网印技术而形成。并且，在一些实施例中，金属层302使用网印技术而形成之后，可以使用激光图案化制程进行加工。
覆盖金属层302A的保护层304A具有疏水性。保护层304A的疏水性可能来自材料自身具有的疏水性、透过前处理产生疏水性、或是上述之组合。在一些实施例中，保护层304A的材料包括有机聚合物。在一些实施例中，保护层304A的材料进一步包括含有氟官能基的有机聚合物，举例来说，四氟化碳(Tetrafluoromethane)、全氟辛烷磺酸(Perfluorooctanesulfonic acid,PFOS)、全氟异己烷(Perfluoro(2-methylpentane))、或全氟-1,3-二甲基环己烷(Perfluoro-1,3-dimethylcyclohexane)，这类的有机氟化合物混掺至有机聚合物中。应注意的是，有机氟化合物的选择不限于此。在一些实施例中，保护层304A除了具有疏水性之外，保护层304A的材料可包括不含酸性化学物质之材料，即此材料可解离出的氢离子浓度小于1×10-7体积摩尔浓度(mol/L)。因此在物理接触金属层302A时，保护层304A基本上不会对金属层302A产生不良的影响(如，氧化)。并且，保护层304A亦可作为抗腐蚀层从而保护金属层302A。
在一实施例中，可使用前处理使保护层304A产生疏水性，此前处理制程可包括先沉积与金属层302A兼容之薄膜后(即，不会对金属层302A产生不良的影响)，接着对此薄膜进行材料处理以产生疏水效果，其中材料处理包括形成疏水材料在此薄膜上，此疏水材料自身具有疏水性质，但由于可能会对金属层302A产生不良之影响或是与金属层302A之间的黏着性不理想，因此需先形成薄膜在金属层302A上，再形成疏水材料。在另一实施例中，可先沉积与金属层302A兼容之薄膜后(即，不会对金属层302A产生不良的影响)，接着对此薄膜进行激光处理以产生疏水效果。在一实施例中，使用激光处理以产生疏水效果包括使用高功率的高频脉冲之激光在薄膜表面形成细微结构的技术。
保护层304A的材料，在一些实施例中，可为液态材料。使用液态材料作为保护层304A时可能使用网印或是喷涂的技术使液态材料覆盖在金属层302A的整个表面，甚至同时覆盖在基板300上。接着，对液态材料进行固化(curing)程序，固化的技术包括室温湿气固化、紫外线(ultraviolet,UV)固化、热固化、其他合适的固化技术、或上述之组合。在另一些实施例中，保护层304A的材料为固态材料时，此固态材料可能为片状材料。在一些实施例中，固态材料放置并黏附至金属层302A的表面上。
参见图4，绘示了触控感测模组104的其中一个制程阶段的简化截面图：使用激光306在金属层302A和保护层304A上进行图案化制程。在一些实施例中，激光306聚焦以确实切割金属层302A而形成导线层302，同时亦将保护层304A形成了图案化的保护层304。在一些实施例中，可使用脉冲式激光306。一般而言，使用激光306进行图案化过程中，因高能量密度的激光306连续照射在金属层302A特定位置，使得位在此位置的金属层302A之材料温度升高并达到熔点或沸点，藉此除去位于此位置的金属层302A之材料以达到切割和图案化金属层302A的功能。因此，激光图案化过程中可能会因高温而产生异物308，例如熔渣，在保护层304A上。
参见图5，进行清洁步骤310除去残留在保护层304上的异物308。由于保护层304的材料经过选择或是进行前处理，已具有疏水性，使得异物308附着于保护层304上呈现弱黏性，易于除去。因此，在一些实施例中，清洁步骤310可使用水进行水洗除去异物308，再搭配气体吹除异物308和干燥触控感测模组104，其中气体可能是高压气体。
参见图6A，绘示了形成导线层302后的触控感测模组104的简化截面图。触控感测模组104经过图案化制程后，产生复数个斜面S。在一些实施例中，这些斜面S的延伸范围包括保护层304和导线层302。图6A中虚线方框圈选处为局部放大M，绘示于图6B。
参见图6B，触控感测模组104的斜面S可以进一步分类成位于导线层302的第一斜面S1以及位于保护层304的第二斜面S2。由于位于导线层302的第一斜面S1和位于保护层304的第二斜面S2是藉由相同的激光图案化制程而同时形成，因此位于导线层302的第一斜面S1和位于保护层304的第二斜面S2两者呈现为连续的斜面且具有相同的斜率。导线层302的第一上表面U1具有边缘A与边缘A’，保护层304的第二上表面U2具有边缘B与边缘B’。在激光图案化制程中，由于激光306能量呈现高斯分布，保护层304可以吸收激光306大部分的能量，仅位在激光306中心的较高能量的激光306可穿透保护层304和导线层302，使得导线层302上的边缘A到边缘A’的距离SA-A’小于保护层304上的边缘B到边缘B’的距离SB-B’。如此一来，激光图案化可在导线层302产生宽度较小的切割道，藉此增加导线可利用的面积，例如第一上表面U1的长度。
除此之外，保护层304可吸收激光306的部分能量，从而避免激光图案化制程对基板的造成过度切割。在一些实施例中，经过激光图案化制程之后，基板300上没有激光图案化制程产生之切割，意即这些斜面S终止于基板表面，此为理想之态样。在一些实施例中，为确保导线层302中相邻的导线确实地分离以避免短路之情形，基板300上可能有激光图案化制程产生之切割，意即这些斜面S的延伸范围包括保护层304、导线层302和部分基板300，其中这些斜面S延伸至基板300的深度应小于基板300约10％厚度，以避免影响触控感测模组104之功能。
激光图案化过程中除了可能会因高温而产生异物308之外，使用激光图案化制程亦可能使图案化的标的材料产生一些缺陷(如，火山口缺陷)。在一些实施例中，激光图案化制程后保护层304的第二上表面U2无法维持原先平行基板300的平整度，例如形成突出物312在保护层304上，更准确地说，形成突出物312在保护层304的第二上表面U2并且靠近边缘B和B’，如图6B所绘示。然而，在一些实施例中，保护层304发挥缓冲的作用，使激光图案化制程产生的缺陷发生保护层304的第二上表面U2并且靠近边缘B和B’，并保持导线层302的第一上表面U1呈现大致上平行于基板300的平面之状态，更准确地说，导线层302的第一上表面U1并且靠近边缘A和A’仍可基本上保持原本平行于基板300的平整度。导线层302的第一上表面U1维持平整将有助于触控感测模组104中电性讯号的稳定表现。
参见图7，在触控感测模组104上形成透明绝缘层314和保护盖板316(即，图1的保护盖板106)，透明绝缘层314设置在介于触控感测模组104与保护盖板316之间，具有黏结的作用。在一些实施例中，透明绝缘层314的材料可以包括，但不限于，固态的光学透明胶(optical clear adhesive,OCA)、液态光学透明胶(liquid optical clear adhesive,LOCA)、或其他具有高透光率的胶黏剂，以免于影响显示效果。透明绝缘层314覆盖在触控感测模组104上，并且接触斜面S或部分接触斜面S，意即透明绝缘层314接触位于导线层302的第一斜面S1、位于保护层304的第二斜面S2、或上述之组合。
在一些实施例中，保护盖板316的材料可以为玻璃，作为范例而非限制，例如钠玻璃、铝硅酸玻璃、无碱玻璃、或其他合适的玻璃材料。在另一些实施例中，保护盖板316的材料可以为透明塑料，或是其他任何具有一定透光度且可以对与其贴合的结构产生保护作用的材料。
基于上述内容，形成在导线层上的保护层可以提供以下功能：(1)导线层的抗腐蚀层；(2)具有疏水性的保护层使附着于导线层上的异物呈现弱黏性，因此激光图案化制程所产生的异物(例如，熔渣)可经由水洗和气体吹除的制程轻易除去；(3)激光图案化制程中，保护层吸收激光大部分的能量，具有高能量的激光中心能穿透至金属层产生宽度较小的切割道，增加导线可利用的面积；(4)激光图案化制程中，保护层可避免激光图案化制程对基材产生过度切割；以及(5)保护层可作为缓冲层，使激光图案化制程产生的缺陷(如，火山口缺陷)发生于保护层上，导线层的上表面可保持平整，加工质量提升有助于电性表现。
以上概略说明了本发明数个实施例的特征，使所属技术领域内具有通常知识者对于本发明可更为容易理解。任何所属技术领域内具有通常知识者应了解到本说明书可轻易作为其他结构或制程的变更或设计基础，以进行相同于本发明实施例的目的及/或获得相同的优点。任何所属技术领域内具有通常知识者亦可理解与上述等同的结构并未脱离本发明之精神及保护范围内，且可在不脱离本发明之精神及范围内，可作更动、替代与修改。
Claims (13)
1.一种形成触控感测模组的方法，其特征在于，包括：
在基板上形成金属层；
在所述金属层上形成具有疏水性的保护层；
藉由激光图案化所述保护层与所述金属层，以使图案化后的所述金属层形成导线层；以及
在所述激光图案化后，清洁所述保护层。
2.如权利要求1所述的形成触控感测模组的方法，其中形成具有疏水性的所述保护层包括使用含氟官能基的有机聚合材料。
3.如权利要求1所述的形成触控感测模组的方法，其中形成具有疏水性的所述保护层包括使用的材料，其中所述材料可解离出的氢离子浓度小于1×10-7体积摩尔浓度。
4.如权利要求1所述的形成触控感测模组的方法，其中形成具有疏水性的所述保护层包括形成具有疏水性的液态材料在所述金属层上并且固化所述液态材料在所述金属层上。
5.如权利要求1所述的形成触控感测模组的方法，其中形成具有疏水性的所述保护层包括形成具有疏水性的固态材料在所述金属层上。
6.如权利要求1所述的形成触控感测模组的方法，其中形成具有疏水性的所述保护层包括在所述保护层进行疏水性前处理。
7.如权利要求1所述的形成触控感测模组的方法，其中所述激光图案化所述保护层与所述金属层包括图案化感测电极区的所述保护层和所述金属层、图案化周边线路区的所述保护层和所述金属层或图案化上述位置的组合的所述保护层和所述金属层。
8.如权利要求1所述的形成触控感测模组的方法，其中清洁所述保护层包括使用水和气体清洁所述保护层。
9.一种触控感测模组，其特征在于，包括：
基板；
导线层，位于所述基板上，包括：
复数个第一斜面；以及
复数个第一上表面，相连于所述些第一斜面；以及
保护层，位于所述导线层上，包括：
复数个第二斜面，其中所述些第一斜面与所述些第二斜面为藉由同一图案化制程同时形成，使得所述些第二斜面与所述些第一斜面为连续的斜面；以及
复数个第二上表面，相连于所述些第二斜面。
10.如权利要求9所述的触控感测模组，其中所述保护层包括疏水性材料。
11.如权利要求9所述的触控感测模组，其中所述导线层包括位于感测电极区的所述导线层、位于周边线路区的所述导线层或位于上述位置之组合的所述导线层。
12.如权利要求9所述的触控感测模组，其中所述第一上表面实质上为平行于所述基板的平面。
13.如权利要求9所述的触控感测模组，进一步包括复数个突出物，位于所述保护层的所述第二上表面上。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210212 |
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