CN114442832A - 触控面板及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种触控面板，其具有可视区及设置于可视区至少一侧的非可视区，包括：基板；纳米金属导电层，设置于基板上，且至少位于可视区；迹线层，设置于基板，并位于非可视区，且电连接纳米金属导电层；第一钝化层，覆盖此迹线层；以及第二钝化层，覆盖至少一部分第一钝化层，其中第一钝化层与第二钝化层具有不同的杨氏模数。
Description
技术领域
本发明涉及一种触控面板技术，特别是涉及一种可挠式触控面板及其制造方法。
背景技术
触控面板(touch panel)具备操作简单、容易使用的特性，现今被广泛应用于各种电子产品，例如智能手机、平板计算机等等。而随着穿戴式电子装置的流行，对于能够弯曲、折叠的可挠式(flexible)触控面板的需求也逐渐上升。
在现有的触控面板中，为了提升信赖性，避免受环境影响或者损坏，通常会增设有钝化层(Passivation layer)。然而，钝化层的设计也往往会影响触控面板的柔软性(弯折能力)。因此，提供兼具弯折能力及良好信赖性的触控面板为重要课题之一。
发明内容
本发明的一些实施例在触控面板中的迹线层上设置双层结构的钝化层，分别为杨氏模数小于1GPa的软钝化层以及杨氏模数介于2GPa与4GPa之间的硬钝化层，用于提高迹线层的弯折能力和抗氧化能力。
本发明的一些实施例提供一种触控面板，其具有可视区及设置于可视区至少一侧的非可视区，包括：基板；纳米金属导电层，设置于基板上，且至少位于可视区；迹线层，设置于基板，并位于非可视区，且电连接纳米金属导电层；第一钝化层，覆盖此迹线层；以及第二钝化层，覆盖至少一部分第一钝化层，其中第一钝化层与第二钝化层具有不同的杨氏模数。
在本发明的一些实施例中，此第一钝化层仅设置于此非可视区，并直接设置于此迹线层上，且此第二钝化层设置于此可视区及此非可视区。
在本发明的一些实施例中，此第一钝化层设置于此可视区及此非可视区，并且在此非可视区是直接设置于此迹线层上，且此第二钝化层仅设置于此非可视区。
在本发明的一些实施例中，此第一钝化层设置于此可视区及此非可视区，并且在此非可视区是直接设置于此迹线层上，且此第二钝化层设置于此可视区及此非可视区。
在本发明的一些实施例中，其中此第一钝化层具有小于1GPa的杨氏模数，且此第二钝化层具有介于2GPa与4GPa之间的杨氏模数；或者此第一钝化层具有介于2GPa与4GPa之间的杨氏模数，且此第二钝化层具有小于1GPa的杨氏模数。
在本发明的一些实施例中，其中此第一钝化层与此第二钝化层的厚度各自小于10微米。
在本发明的一些实施例中，其中此第一钝化层与此第二钝化层各自包括压克力、环氧树脂、聚酰胺或上述的组合。
本发明的一些实施例提供一种触控面板的制造方法，此触控面板具有可视区及设置于此可视区至少一侧的非可视区，此方法包括︰形成纳米金属导电层于一基板上；形成迹线层于此基板上，并位于此非可视区；形成第一钝化层以覆盖此迹线层；以及形成第二钝化层于此第一钝化层上，并覆盖至少一部分的此第一钝化层，其中此第一钝化层与此第二钝化层具有不同的杨氏模数。
在本发明的一些实施例中，其中形成此第一钝化层与此第二钝化层的步骤各自包括印刷、狭缝涂布(slit coating)、喷涂(spray)、喷墨(inkjet)或上述的组合。
在本发明的一些实施例中，其中在形成此纳米金属导电层之后形成此迹线层。
在本发明的一些实施例中，其中在形成此纳米金属导电层之前形成此迹线层。
在本发明的一些实施例中，其中此第一钝化层仅形成于此非可视区，并且直接形成于此迹线层上，且此第二钝化层形成于此可视区及此非可视区。
在本发明的一些实施例中，其中此第一钝化层形成于此可视区及此非可视区，并且在此非可视区是直接形成于此迹线层上，且此第二钝化层仅形成于此非可视区。
在本发明的一些实施例中，其中此第一钝化层形成于此可视区及此非可视区，并且在此非可视区是直接形成在此迹线层上，且此第二钝化层形成于此可视区及此非可视区。
本发明实施例的触控面板可应用于多种类型的触控装置领域中，为让本发明的上述目的、特征及优点能更明显易懂，下文特举数个实施例，并配合所附的附图，作详细说明如下。
附图说明
以下将配合所附附图详述本发明的实施例。应注意的是，依据在业界的标准做法，各种特征并未按照比例绘制且仅用以说明例示。事实上，可能任意地放大或缩小元件的尺寸，以清楚地表现出本发明的实施例的特征。
图1为本发明的第一实施例，绘示出例示性触控面板的剖视图；
图2为本发明的第二实施例，绘示出例示性触控面板的剖视图；
图3为本发明的第三实施例，绘示出例示性触控面板的剖视图；
图4为本发明的第四实施例，绘示出例示性触控面板的剖视图；
图5为本发明的第五实施例，绘示出例示性触控面板的剖视图；
图6为本发明的第六实施例，绘示出例示性触控面板的剖视图。
【符号说明】
100,200,300,400,500,600:触控面板
100A:可视区
100B:非可视区
110:基板
120:纳米金属导电层
130:迹线层
140:硬钝化层
150:软钝化层
具体实施方式
以下的揭示内容提供许多不同的实施例或范例，以展示本发明实施例的不同部件。以下将揭示本说明书各部件及其排列方式的特定范例，用以简化本发明叙述。当然，这些特定范例并非用于限定本发明。例如，若是本说明书以下的发明内容叙述了将形成第一部件于第二部件之上或上方，即表示其包括了所形成的第一及第二部件是直接接触的实施例，亦包括了尚可将附加的部件形成于上述第一及第二部件之间，则第一及第二部件为未直接接触的实施例。此外，本发明说明中的各式范例可能使用重复的参照符号及/或用字。这些重复符号或用字的目的在于简化与清晰，并非用以限定各式实施例及/或所述配置之间的关系。
再者，为了方便描述附图中一元件或部件与另一(些)元件或部件的关系，可使用空间相对用语，例如“在…之下”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”及诸如此类用语。除了附图所绘示的方位外，空间相对用语亦涵盖使用或操作中的装置的不同方位。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对形容词也将依转向后的方位来解释。
在此，“约”、“大约”、“大抵”的用语通常表示在一给定值或范围的20％之内，较佳是10％之内，且更佳是5％之内，或3％之内，或2％之内，或1％之内，或0.5％之内。应注意的是，说明书中所提供的数量为大约的数量，亦即在没有特定说明“约”、“大约”、“大抵”的情况下，仍可隐含“约”、“大约”、“大抵”的含义。
本发明提出一种结合软钝化层与硬钝化层的双层钝化层结构，以同时提升触控面板的阻挡水气/氧气穿透能力与弯折能力。请参照图1，其绘示出根据本发明的第一实施例的触控面板100的剖视图。本发明实施例的触控面板100包括基板110、纳米金属导电层120、迹线层130、硬钝化层140与软钝化层150。
在一些实施例中，触控面板100包括可视区(visible area)100A与非可视区(non-visible area)100B，非可视区100B通常位于可视区100A的至少一侧，例如围绕可视区100A的四周，或位于可视区100A的相对两侧，或仅位于可视区100A的一侧。虽然在图1中以虚线绘示出可视区100A与非可视区100B的范围，但此范围仅为例示性，本发明实施例并非以此为限。举例来说，非可视区100B可不与迹线层130切齐，而是更往基板110中心延伸。
如图1所示，在触控面板100中，纳米金属导电层120设置于基板110之上。在一些实施例中，纳米金属导电层120设置于可视区100A，并且延伸设置于非可视区100B。此外，在一些实施例中，纳米金属导电层120可以经图案化制作工艺来形成相互绝缘设置的多个纳米金属导电电极(未绘示)，用以感测触控位置。
迹线层130设置基板110之上且位于非可视区100B中，用来电连接纳米金属导电层120。更具体而言，迹线层130可以经图案化制作工艺来形成相互绝缘设置的多条周边引线(未绘示)，并且每一条周边引线电连接前述一个纳米金属导电电极，用以将纳米金属导电电极所感测到的触控信号传递至一处理单元(未绘示)。
在一些实施例中，软钝化层150仅设置于非可视区100B，并且直接设置于迹线层130上，以覆盖迹线层130。而硬钝化层140设置于可视区100A及非可视区100B，并且在非可视区100B是设置于软钝化层150上，以覆盖软钝化层150；而在可视区100A是设置于纳米金属导电层120上，以覆盖纳米金属导电层120。其中，软钝化层150和硬钝化层140是采用不同杨式模数的钝化层，具体将在后续再进行详细说明。
在一些实施例中，上述基板110的材料包括可挠式的透明基材，例如聚酰亚胺(polyimide,PI)、聚对苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate,PET)、聚碳酸酯(polycarbonate,PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(poly(methyl methacrylate),PMMA)、环状烯烃共聚物(Cyclic olefin copolymer,COP)、相似材料、或上述的组合。
在一些实施例中，上述纳米金属导电层120包含纳米金属线层，其可为银纳米线(silver nanowire,SNW)层，并且可进一步地包含涂布层(overcoat,OC)以提高纳米金属线层的耐用性。在一些实施例中，可通过例如网板涂布(screen coating)、印刷、层压或卷对卷(roll-to-roll)等制作工艺来沉积纳米金属导电层120于基板上，随后利用例如光刻蚀刻制作工艺对纳米金属导电层120进行图案化。
在一些实施例中，上述迹线层130的周边引线可为金属迹线，其包含铜镍(CuNi)、铜(Cu)、银(Ag)或银-钯-铜合金(Ag Palladium Cu,APC)、相似材料、或上述的组合。在一些实施例中，可在形成纳米金属导电层120之后形成迹线层130。或者，在替代的实施例中，可在形成纳米金属导电层120之前形成迹线层130。
在一些实施例中，上述软钝化层150具有小于1GPa的杨氏模数(Young’smodulus)，例如为0.5至1GPa，而上述硬钝化层140具有介于2GPa与4GPa之间的杨氏模数，例如为2至3GPa。在一些实施例中，上述软钝化层150与硬钝化层140的材料可各自包括压克力、环氧树脂、聚酰胺(polyamide,PA)或上述的组合。软钝化层150与硬钝化层140的材料不以此为限，只要符合上述杨氏模数即可。软钝化层150与硬钝化层140可以是不同材料，或者是具有不同杨氏模数的相同或相似材料。可通过印刷、狭缝涂布(slit coating)、喷涂或者喷墨制作工艺来形成软钝化层150以及硬钝化层140。
在一些实施例中，上述软钝化层150的厚度小于10微米，例如为3至10微米，而上述硬钝化层140的厚度小于10微米，例如为2至5微米。在一些实施例中，由软钝化层150与硬钝化层140组成的双层钝化层的厚度在5至20微米的范围内，例如为5至10微米。双层钝化层的厚度如果超过20微米，可能因为厚度过厚而影响触控面板100的弯折能力和效果。
本发明通过柔软性较佳的软钝化层150以及致密性较佳的硬钝化层140的搭配设置，以提升触控面板100的阻挡水气/氧气穿透能力与弯折能力。具体而言，在非可视区100B中，通过在迹线层130上方设置由软钝化层150与硬钝化层140组成的双层钝化层，可同时提升迹线层130的弯折能力与抗氧化能力。此外，位于可视区100A的纳米金属导电层120亦因上方的硬钝化层140而提升了抗氧化能力。
请参照图2，其绘示出根据本发明的第二实施例的触控面板200的剖视图。触控面板200与第一实施例的触控面板100的结构差异为硬钝化层140与软钝化层150两者的配置互相交换。也就是说，在触控面板200中，硬钝化层140仅设置于非可视区100B，并且直接设置于迹线层130上，以覆盖迹线层130。而软钝化层150设置于可视区100A及非可视区100B，并且在非可视区100B是设置于硬钝化层140上，以覆盖硬钝化层140；而在可视区100A是设置于纳米金属导电层120上，以覆盖纳米金属导电层120。
在触控面板200的非可视区100B中，通过在迹线层130上方设置由软钝化层150与硬钝化层140组成的双层钝化层，可同时提升迹线层130的弯折能力与抗氧化能力。此外，位于可视区100A的纳米金属导电层120也因上方的软钝化层150而提升了弯折能力。
请参照图3，其绘示出根据本发明的第三实施例的触控面板300的剖视图。触控面板300与第一实施例的触控面板100的结构差异为，在触控面板300中，软钝化层150不仅设置于非可视区100B，更延伸设置于可视区100A，使得在整体结构上，软钝化层150在非可视区100B是直接设置于迹线层130上，以覆盖迹线层130，而在可视区100A则是设置在纳米金属导电层120上，以覆盖纳米金属导电层120，而相反地，硬钝化层140只对应地设置于位于非可视区100B的软钝化层150上。
在触控面板300的非可视区100B中，通过在迹线层130上方设置由软钝化层150与硬钝化层140组成的双层钝化层，可同时提升迹线层130的弯折能力与抗氧化能力。此外，位于可视区100A的纳米金属导电层120亦因上方的软钝化层150而提升了弯折能力。
请参照图4，其绘示出根据本发明的第四实施例的触控面板400的剖视图。触控面板400与第三实施例的触控面板300的结构差异为硬钝化层140与软钝化层150两者的配置互相交换。详细而言，在触控面板400中，硬钝化层140不仅设置于非可视区100B，更延伸设置于可视区100A，使得在整体结构上，硬钝化层140在非可视区100B是直接设置于迹线层130上，以覆盖迹线层130，而在可视区100A则是设置在纳米金属导电层120上，以覆盖纳米金属导电层120，而相反地，软钝化层150只对应地设置于位于非可视区100B的硬钝化层140上。
在触控面板400的非可视区100B中，通过在迹线层130上方设置由软钝化层150与硬钝化层140组成的双层钝化层，可同时提升迹线层130的弯折能力与抗氧化能力，此外，位于可视区100A的纳米金属导电层120也因上方的硬钝化层140提升了抗氧化能力。
请参照图5，其绘示出根据本发明的第五实施例的触控面板500的剖视图。触控面板500与第三实施例的触控面板300的结构差异为硬钝化层140不仅设置于非可视区100B，更进一步地延伸设置于可视区100A，使得硬钝化层140是设置于软钝化层150上，以完全覆盖软钝化层150。也就是说，在触控面板500中，软钝化层150直接设置于迹线层130上与纳米金属导电层120上，而硬钝化层140设置于软钝化层150上，以在迹线层130与纳米金属导电层120上覆盖两层完整堆叠设置的软钝化层150及硬钝化层140。
在触控面板500中，通过在迹线层130与纳米金属导电层120上方设置由软钝化层150与硬钝化层140组成的双层钝化层，可同时提升迹线层130与纳米金属导电层120的弯折能力与抗氧化能力。
请参照图6，其绘示出根据本发明的第六实施例的触控面板600的剖视图。触控面板600与第五实施例的触控面板500的结构差异为硬钝化层140与软钝化层150两者的配置互相交换。也就是说，在触控面板600中，硬钝化层140设置于非可视区100B及可视区100A，以直接设置于迹线层130上与纳米金属导电层120上，而软钝化层150同样设置于非可视区100B及可视区100A，以设置于硬钝化层140上，并完全覆盖硬钝化层140。
在触控面板600中，通过在迹线层130与纳米金属导电层120上方设置由软钝化层150与硬钝化层140组成的双层钝化层，可同时提升迹线层130与纳米金属导电层120的弯折能力与抗氧化能力。
为了测试本发明实施例的双层钝化层对纳米金属导电层的保护能力，对于包含纳米金属导电层及钝化层的结构进行高温高湿(HTHH)测试，其中测试温度为85℃、湿度为85％，并且计算纳米金属导电层的片电阻(sheet resistance)变化率，测试结果如下表1所示。其中，分别对包含单层软钝化层、包含单层硬钝化层以及包含软钝化层及硬钝化层的双层钝化层的结构进行测试。
表1
由表1可知，在高温度及高湿度的条件下，搭配双层钝化层结构的纳米金属导电层都可符合片电阻变化率小于10％的测试，尤其在较长时间(例如240小时以上)的测试下，双层钝化层结构更可展现较佳的保护能力。
此外，由于纳米金属导电层本身就具有较佳的可挠性及弯折能力，因此接下来针对钝化层是否能提升金属迹线的弯折能力来进行测试，对于包含金属迹线及钝化层的结构进行弯折测试，并测量金属迹线的线阻变化，测试结果如下表2、3所示。其中，分别对包含单层软钝化层、包含单层硬钝化层以及包含软钝化层及硬钝化层的双层钝化层的结构进行测试。其中，弯折方向为基板相对在钝化层外侧的方向向外进行动态弯折，弯折R角半径为3mm，弯折速度为每秒一次。
表2
表3
由表2可知，上方设置单层硬钝化层的金属迹线的线阻在弯折之后发生异常以及过载(overload,OL)现象，且金属迹线与钝化层均产生裂纹。而由表3可知，上方设置双层钝化层结构的金属迹线的线阻在弯折后并未发生异常。由此可知，相较于单层硬钝化层，双层钝化层可明显提升金属迹线的弯折能力。
另外，对于包含金属迹线及钝化层的结构进行HTHH测试，其中测试温度为65℃、湿度为90％，并观察其氧化现象，测试结果如表4所示。其中，分别对包含单层软钝化层、包含单层硬钝化层以及包含软钝化层及硬钝化层的双层钝化层的结构进行测试。
表4
由表4可知，上方设置单层硬钝化层或软钝化层的金属迹线在经过240小时后便开始出现氧化，而在金属迹线上先设置硬钝化层再设置软钝化层的双层钝化层结构，金属迹线是在经过360小时后才开始出现氧化；而在金属迹线上先设置软钝化层再设置硬钝化层的双层钝化层结构，金属迹线更是可通过500小时测试也尚未发生氧化现象。由此可知，相较于单层钝化层，双层钝化层结构可提升金属迹线的抗氧化能力。
由以上测试结果可知，与单层软钝化层或单层硬钝化层比起来，包含硬钝化层与软钝化层的双层钝化层结构对于金属迹线或纳米金属导电层的保护能力都较佳。并且，与单层硬钝化层比起来，双层钝化层结构可使金属迹线有较好的弯折能力。因此，在触控面板中设置双层钝化层可同时提升装置的弯折能力以及抗氧化能力，如此一来可提升触控面板的信赖性，延长触控面板的使用寿命。
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作工艺的变更或设计基础，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也可理解与上述等同的结构或制作工艺并未脱离本发明的精神及保护范围内，且可在不脱离本发明的精神及范围内，可作更动、替代与润饰。
Claims (15)
1.一种触控面板，其特征在于，具有可视区及设置于该可视区至少一侧的非可视区，该触控面板包括：
基板；
纳米金属导电层，设置于该基板上，且至少位于该可视区；
迹线(trace)层，设置于该基板，并位于该非可视区，且电连接该纳米金属导电层；
第一钝化层，覆盖该迹线层；以及
第二钝化层，覆盖至少一部分该第一钝化层，其中该第一钝化层与该第二钝化层具有不同的杨氏模数。
2.如权利要求1所述的触控面板，其特征在于，该第一钝化层仅设置于该非可视区，并直接设置于该迹线层上，且该第二钝化层设置于该可视区及该非可视区。
3.如权利要求1所述的触控面板，其特征在于，该第一钝化层设置于该可视区及该非可视区，并且在该非可视区是直接设置于该迹线层上，且该第二钝化层仅设置于该非可视区。
4.如权利要求1所述的触控面板，其特征在于，该第一钝化层设置于该可视区及该非可视区，并且在该非可视区是直接设置于该迹线层上，且该第二钝化层设置于该可视区及该非可视区。
5.如权利要求1所述的触控面板，其特征在于，该第一钝化层具有小于1GPa的杨氏模数，而该第二钝化层具有介于2GPa与4GPa之间的杨氏模数；或者该第一钝化层具有介于2GPa与4GPa之间的杨氏模数，而该第二钝化层具有小于1GPa的杨氏模数。
6.如权利要求1所述的触控面板，其特征在于，该第一钝化层与该第二钝化层的厚度各自小于10微米。
7.如权利要求1所述的触控面板，其特征在于，该第一钝化层与该第二钝化层各自包括压克力、环氧树脂、聚酰胺或上述的组合。
8.一种触控面板的制造方法，其特征在于，该触控面板具有可视区及设置于该可视区至少一侧的非可视区，该制造方法包括︰
形成纳米金属导电层于基板上；
形成迹线层于该基板上，并位于该非可视区；
形成第一钝化层以覆盖该迹线层；以及
形成第二钝化层于该第一钝化层上，并覆盖至少一部分的该第一钝化层，其中该第一钝化层与该第二钝化层具有不同的杨氏模数。
9.如权利要求8所述的触控面板的制造方法，其特征在于，形成该第一钝化层与该第二钝化层的步骤各自包括印刷、狭缝涂布(slit coating)、喷涂(spray)、喷墨(inkjet)或上述的组合。
10.如权利要求8所述的触控面板的制造方法，其特征在于，在形成该纳米金属导电层之后形成该迹线层。
11.如权利要求8所述的触控面板的制造方法，其特征在于，在形成该纳米金属导电层之前形成该迹线层。
12.如权利要求8所述的触控面板的制造方法，其特征在于，该第一钝化层仅形成于该非可视区，并且直接形成于该迹线层上，且该第二钝化层形成于该可视区及该非可视区。
13.如权利要求8所述的触控面板的制造方法，其特征在于，该第一钝化层形成于该可视区及该非可视区，并且在该非可视区是直接形成于该迹线层上，且该第二钝化层仅形成于该非可视区。
14.如权利要求8所述的触控面板的制造方法，其特征在于，该第一钝化层形成于该可视区及该非可视区，并且在该非可视区是直接形成在该迹线层上，且该第二钝化层形成于该可视区及该非可视区。
15.如权利要求8所述的触控面板的制造方法，其特征在于，该第一钝化层具有小于1GPa的杨氏模数，而该第二钝化层具有介于2GPa与4GPa之间的杨氏模数；或者该第一钝化层具有介于2GPa与4GPa之间的杨氏模数，而该第二钝化层具有小于1GPa的杨氏模数。
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