CN208569592U - 触控面板 - Google Patents
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Abstract
一种触控面板,包括:基板,其具有显示区与周边区;设置于基板上的感光层与金属纳米线层;以及设置于周边区上的感光导电层,其中感光导电层与感光层经曝光后定义出去除区与保留区,其中,在显示区中,位于去除区的感光层与金属纳米线层被显影液移除而定义出一位于显示区的触控感应电极;在周边区中,位于去除区的感光导电层、感光层与金属纳米线层被显影液移除而定义出一位于周边区的周边线路,触控感应电极电性连接于周边线路。
Description
技术领域
本实用新型是关于一种触控面板的制作方法及其触控面板。
背景技术
由于透明导体可同时具有光穿透性与适当的导电性,因而常应用于许多显示或触控相关的装置中。传统技术中,透明导体可以由金属氧化物的薄膜所制成,例如氧化铟锡(Indium Tin Oxide,ITO)、氧化铟锌(Indium Zinc Oxide,IZO)、氧化镉锡(Cadmium TinOxide,CTO)或掺铝氧化锌(Aluminum-doped Zinc Oxide,AZO)。在部份情况下,经图案化的金属氧化物薄膜有容易被观察到的问题;此外,金属氧化物薄膜不具有可挠性。因此,现今发展出了多种透明导体,例如利用纳米线等材料所制作的透明导体。
然而利用纳米线制作触控电极,纳米线与周边区的金属引线在制作工艺上及结构上都有许多待解决的问题,例如传统工艺将纳米线涂布在显示区及周边区,并覆盖周边区的金属引线,之后利用蚀刻液将纳米线进行图案化,以在显示区制作出触控感应电极。上述工艺所采用的蚀刻液大多为强酸性,故会导致金属引线受到蚀刻液的作用,使产品可靠度下降;另外,蚀刻液的残留问题也需要额外的清洁过程方能克服。此外,由于纳米线层与金属引线需要两道的黄光微影、蚀刻工艺才能进行图案化,故整体工艺复杂,且触控感应电极与金属引线需要对位,故需预留对位误差空间,使得触控面板的边框无法缩减,因此无法满足窄边框的需求。
再一方面,纳米线层与金属引线的间的接触阻抗过高也会影响触控面板的性能。
因此在利用纳米线制作触控感应电极的工艺上、电极结构上必须依照材料特性重新设计,使产品达到较佳的表现。
实用新型内容
本实用新型的部分实施方式,可提高触控面板的工艺效率,且触控面板具有低阻抗的特性。
本实用新型的部分实施方式提出一种触控面板的制作方法,包括:提供一基板,该基板具有显示区与周边区;设置由金属纳米线所组成的金属纳米线层于显示区与周边区;设置感光层于金属纳米线层上;设置感光导电层于周边区,感光导电层设置于金属纳米线层上;进行一黄光微影步骤。所述的黄光微影步骤包括:将感光层与感光导电层进行曝光以定义出去除区与保留区;以及使用显影液将位于去除区的感光层与金属纳米线层去除,以制作出设置于显示区上的触控感应电极;同时使用显影液将位于去除区的感光导电层、感光层与金属纳米线层去除,以制作出设置于周边区上的周边线路,触控感应电极电性连接于周边线路,其中触控感应电极是由感光层与金属纳米线层所组成。
于本实用新型的部分实施方式中,感光导电层包含负感光性的银浆。
于本实用新型的部分实施方式中,更包含一固化该银浆的步骤。
于本实用新型的部分实施方式中,感光层与该感光导电层为具有相同光波段吸收特性的材料,将该感光层与该感光导电层进行曝光包括利用一曝光源同时对该感光层与该感光导电层进行曝光。
于本实用新型的部分实施方式中,更包括采用粘胶法移除位于该去除区的该金属纳米线。
于本实用新型的部分实施方式中,金属纳米线外露于该感光层。
本实用新型的部分实施方式提出一种触控面板,包含:基板,其中该基板具有显示区与周边区;设置于基板上的感光层与金属纳米线层;以及设置于周边区上的感光导电层,其中感光导电层与感光层经曝光后定义出去除区与保留区,其中,在显示区中,位于去除区的感光层与金属纳米线层被显影液移除而定义出一位于显示区的触控感应电极;在周边区中,位于去除区的感光导电层、感光层与金属纳米线层被显影液移除而定义出一位于周边区的周边线路,触控感应电极电性连接于周边线路。
于本实用新型的部分实施方式中,金属纳米线层包括金属纳米线,金属纳米线系嵌设于位于保留区的感光层中形成导电网络,而位于显示区的感光层与金属纳米线共同形成触控感应电极。
于本实用新型的部分实施方式中,感光导电层包含负感光性的银浆。
于本实用新型的部分实施方式中,感光层与感光导电层为具有相同光波段吸收特性的材料。
于本实用新型的部分实施方式中,金属纳米线外露于感光层。
根据本实用新型的部分实施方式,触控感应电极与另一触控感应电极的间具有非导电区,非导电区中的金属纳米线的浓度为零。
于本实用新型的部分实施方式中,周边线路与另一周边线路的间具有非导电区,非导电区中的金属纳米线的浓度为零。
于本实用新型的部分实施方式中,触控感应电极与另一触控感应电极的间具有非导电区,非导电区中的金属纳米线的浓度小于渗透临限值,使非导电区中的金属纳米线形成一非导电网络。
于本实用新型的部分实施方式中,周边线路与另一周边线路的间具有非导电区,非导电区中的金属纳米线的浓度小于渗透临限值,使非导电区中的金属纳米线形成非导电网络。
于本实用新型的部分实施方式中,触控感应电极具有一曝光侧面。
于本实用新型的部分实施方式中,周边线路设置在感光层与金属纳米线层所组成的复合结构上,周边线路具有一第一曝光侧面,复合结构具有第二曝光侧面,第一曝光侧面与第二曝光侧面相对齐以形成一共平面。
附图说明
图1为根据本实用新型的部分实施方式的触控面板的制作方法的流程图。
图2为根据本实用新型的部分实施方式的基板的上视示意图。
图2A为沿图2的线2A-2A的剖面示意图。
图3为图1的制作方法中的步骤S1的示意图。
图4为图1的制作方法中的步骤S2的示意图。
图5为图1的制作方法中的步骤S3的示意图。
图6为本实用新型的部分实施方式的触控面板。
图6A为沿图6的线6A-6A的剖面示意图。
图6B为沿图6的线6B-6B的剖面示意图。
图7为本实用新型的另一实施方式的触控面板。
图7A为沿图7的线7A-7A的剖面示意图。
图7B为沿图7的线7B-7B的剖面示意图。
其中,附图标记为:
110:基板 TE、TE1、TE2:触控感应电极
120:周边线路 D1:第一方向
122:第一曝光侧面 D2:第二方向
130:感光层 140A:金属纳米线层
136:非导电区域 130A:保留区
140:金属纳米线 130B:去除区
142:第二曝光侧面 CS:复合结构
S 1~S4:步骤
VA:显示区
PA:周边区
具体实施方式
以下将以图式揭露本实用新型的多个实施方式,为明确说明起见,许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而,应了解到,这些实务上的细节不应用以限制本实用新型。也就是说,在本实用新型部分实施方式中,这些实务上的细节是非必要的。此外,为简化图式起见,一些习知惯用的结构与组件在图式中将以简单示意的方式为的。
关于本文中所使用的「约」、「大约」或「大致」,一般是指数值的误差或范围于百分的二十以内,较好地是于百分的十以内,更佳地是于百分的五以内。文中若无明确说明,所提及的数值皆视为近似值,即具有如「约」、「大约」或「大致」所表示的误差或范围。另外,本文所使用的「图案」、「图样」、「图形」所指的均为相同或相似的概念,为了方便说明,下文中可能会交互使用;同样的,「金属纳米线」与「金属纳米线层」也为相同或相似的组件,下文中也会交互使用,特此说明。
图1为根据本实用新型的部分实施方式的触控面板的制作方法的流程图。本实施方式的制作方法的具体工艺为:首先,参考图2与图2A,提供一基板110,于本实用新型的部分实施方式中,基板110理想上为透明基板,详细而言,可以为一硬式透明基板或一可挠式透明基板,其材料可以选自玻璃、压克力(polymethylmethacrylate;PMMA)、聚氯乙烯(polyvinyl Chloride;PVC)、聚丙烯(polypropylene;PP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate;PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(polyethylene naphthalate;PEN)、聚碳酸酯(polycarbonate;PC)、聚苯乙烯(polystyrene;PS)等透明材料。
接着,参考图3,如步骤S1,在基板110上制作一金属纳米线层140A,金属纳米线层140A可至少由金属纳米线140所组成;在本实施例的具体作法为:将具有金属纳米线140的分散液或浆料(ink)以涂布方法成型于基板110上,并加以干燥使金属纳米线140覆着于基板110的表面;换句话说,金属纳米线140会因上述的干燥固化步骤而成型为一设置于基板110上的金属纳米线层140A。而基板110上可定义有显示区VA与周边区PA,周边区PA设置于显示区VA的侧边,例如图3所示,周边区PA设置于显示区VA的左侧及右侧的区域,但在其他实施例中,周边区PA则可为设置于显示区VA的四周(即涵盖右侧、左侧、上侧及下侧)的框型区域,或者为设置于显示区VA的相邻两侧的L型区域;而所述的金属纳米线层140A可包括成型于显示区VA的第一部分与成型于周边区PA的第二部分,更详细的说,在显示区VA中,金属纳米线层140A的第一部分可直接成形于基板110的表面上;相似的,在周边区PA中,金属纳米线层140A的第二部分可成形于基板110的表面上。
在本实用新型的实施例中,上述分散液可为水、醇、酮、醚、烃或芳族溶剂(苯、甲苯、二甲苯等等);上述分散液亦可包含添加剂、接口活性剂或粘合剂,例如羧甲基纤维素(carboxymethyl cellulose;CMC)、2-羟乙基纤维素(hydroxyethyl Cellulose;HEC)、羟基丙基甲基纤维素(hydroxypropyl methylcellulose;HPMC)、磺酸酯、硫酸酯、二磺酸盐、磺基琥珀酸酯、磷酸酯或含氟界面活性剂等等。而所述的金属纳米线(metal nanowires)层,例如可为纳米银线(silver nanowires)层、纳米金线(gold nanowires)层或纳米铜线(copper nanowires)层所构成;更详细的说,本文所用的「金属纳米线(metal nanowires)」系为一集合名词,其指包含多个元素金属、金属合金或金属化合物(包括金属氧化物)的金属线的集合,其中所含金属纳米线的数量,并不影响本实用新型所主张的保护范围;且单一金属纳米线的至少一个截面尺寸(即截面的直径)小于500nm,较佳小于100nm,且更佳小于50nm;而本实用新型所称的为”线(wire)”的金属纳米结构,主要具有高的纵横比,例如介于10至100,000的间,更详细的说,金属纳米线的纵横比(长度:截面的直径)可大于10,较佳大于50,且更佳大于100;金属纳米线可以为任何金属,包括(但不限于)银、金、铜、镍及镀金的银。而其他用语,诸如丝(silk)、纤维(fiber)、管(tube)等若同样具有上述的尺寸及高纵横比,亦为本实用新型所涵盖的范畴。
而所述的含有金属纳米线140的分散液或浆料可以用任何方式成型于基板110的表面,例如但不限于:网版印刷、喷头涂布、滚轮涂布等工艺;在一种实施例中,可采用卷对卷(roll to roll)工艺将含有金属纳米线140的分散液或浆料涂布于连续供应的基板110的表面。
于本实用新型的部分实施方式中,金属纳米线140可以是纳米银线(Silvernanowires)或纳米银纤维(Silver nanofibers),其可以具有平均约20至100纳米的直径,平均约20至100微米的长度,较佳为平均约20至70纳米的直径,平均约20至70微米的长度(即纵横比为1000)。于部分实施方式中,金属纳米线140的直径可介于70纳米至80纳米,而长度约8微米。
接着,参考图4,如步骤S2,设置感光层130于金属纳米线层140A上。具体做法可为但不限于:将合适的聚合物或其混和物以涂布方法成型于基板110上,并施以固化步骤(或称干燥步骤)以形成感光层130于金属纳米线层140A上,更详细的说,感光层130包括在显示区VA中的第一部分与在周边区PA中的第二部分,感光层130的第一部分可对应并成形于金属纳米线层140A的第一部分上,而感光层130的第二部分可对应并成形于金属纳米线层140A的第二部分上。在另一实施例中,可将合适的聚合物或其混和物以涂布方法成型于基板110上,所述的聚合物会渗入金属纳米线140的间而形成填充物,并施以固化步骤以形成感光层130,换句话说,金属纳米线140可视为嵌入感光层130的中。在一具体实施例中,前固化步骤可为:利用加热烘烤的方式(温度在约60℃到约150℃)将上述聚合物或其混和物形成感光层130于金属纳米线层140A上。本实用新型并不限定感光层130与金属纳米线层140A的间的实体结构,例如感光层130与金属纳米线层140A可为两层结构的堆栈,或者感光层130与金属纳米线层140A可相互组合而形成一复合层。优选的,金属纳米线140为嵌入感光层130的中而在后续的工艺中形成复合型态的电极层(即后文所述的复合结构CS);而图4是显示出感光层130渗入金属纳米线140的间隙的复合结构。
在一实施例中,感光层130是由感光树脂所形成,其可以曝光显影的方式将感光层130进行图案化;具体而言,感光层130为负感光性(negative photosensitive)的光阻材料;在另一实施例中,感光层130可为正感光性(positive photosensitive)的光阻材料。
在一实施例中,上述构成感光层130的聚合物实例可包括,但不限于:聚丙烯酸系树脂,诸如聚甲基丙烯酸酯(例如,聚(甲基丙烯酸甲酯))、聚丙烯酸酯及聚丙烯腈;聚乙烯醇;聚酯(例如,聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚酯萘二甲酸酯及聚碳酸酯);具有高芳香度的聚合物,诸如酚醛树脂或甲酚-甲醛、聚苯乙烯、聚乙烯基甲苯、聚乙烯基二甲苯、聚酰亚胺、聚酰胺、聚酰胺酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚硫化物、聚砜、聚伸苯基及聚苯基醚;聚胺基甲酸酯(polyurethane;PU);环氧树脂;聚烯烃(例如聚丙烯、聚甲基戊烯及环烯烃);纤维素;聚硅氧及其他含硅聚合物(例如聚倍半氧硅烷及聚硅烷);聚氯乙烯(PVC);聚乙酸酯;聚降冰片烯;合成橡胶(例如,乙丙橡胶(ethylene-propylene rubber;EPR)、丁苯橡胶(styrene-Butadiene Rubber;SBR)、三元乙丙橡胶(ethylene-Propylene-Diene Monomer;EPDM);及含氟聚合物(例如,聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯(TFE)或聚六氟丙烯);氟-烯烃与烃烯烃的共聚物等非导电聚合物,上述聚合物可另行添加感光材料,以满足以曝光显影工艺图案化感光层130的需求。在其他实施例中,亦可使用以二氧化硅、富铝红柱石、氧化铝、SiC、碳纤维、MgO-Al2O3-SiO2、Al2O3-SiO2或MgO-Al2O3-SiO2-Li2O等无机材料混于感光材料中用以作为感光层130。
此外,上述的聚合物较佳的可赋予感光层130与金属纳米线140所组成的复合结构CS某些特定的化学、机械及光学特性,例如提供复合结构CS与基板110的粘着性,或是较佳的实体机械强度,故感光层130又可被称作基质(matrix)。又一方面,使用某些特定的聚合物制作感光层130,使复合结构CS具有额外的抗刮擦及磨损的表面保护,在此情形下,感光层130又可被称作外涂层(overcoat,OC),采用诸如聚丙烯酸酯、环氧树脂、聚胺基甲酸酯、聚硅烷、聚硅氧、聚(硅-丙烯酸)等可使复合结构CS具有较高的表面强度以提高耐刮能力。再者,感光层130或聚合物中可添加交联剂、聚合抑制剂、稳定剂(例如但不限于抗氧化剂、紫外光稳定剂(UV stabilizers))、界面活性剂或上述的类似物或混合物以提高复合结构CS的抗紫外线能力或达成较长保存期限。在其他实施例中,感光层130可进一步包含腐蚀抑制剂。然而,上述仅是说明感光层130的添加物组成、附加功能/名称的可能性,并非用于限制本实用新型。值得说明的是,由于上述具感光性的聚合物中可能添加紫外光稳定剂,此一添加物有可能影响感光层130在进行曝光、显影等工艺的精度,而本实用新型则藉由调整曝光的参数,例如曝光强度,以降低紫外光稳定剂对曝光精度的影响。
接着,参考图5,如步骤S3,设置感光导电层150于周边区PA。如图所示,感光导电层150设置于感光层130与金属纳米线140所组成的复合结构CS上,感光导电层150大致位于周边区PA,但也可视需求突出周边区PA而延伸至显示区VA。
在一实施例中,感光导电层150是由感光性的导电材料所形成,其可应用光固化工艺以曝光显影的方式将感光导电层150进行图案化;具体而言,感光导电层150为负感光性的银浆(Ag paste)材料,但不以此为限。
在一实施例中,设置感光导电层150于周边区PA的具体方式可为但不限于:将银浆材料涂布于周边区PA,接着将银浆材料固化形成感光导电层150。在一具体实施例中,银浆材料固化步骤的温度为约90℃~110℃,固化时间为约10~20分钟。
在一实施例中,前述感光层130的光阻材料与感光导电层150的银浆材料可在同一步骤中进行固化。也就是说,感光层130的光阻材料可先进行预固化,在银浆材料进行固化同时才一并进行完全固化。
接着,如步骤S4,进行图案化步骤。在一实施例中,可利用黄光微影进行图案化步骤,本实用新型即是利用感光层130与感光导电层150的感光性,将感光层130与感光导电层150进行曝光、显影等工艺(或概称为黄光微影工艺),以进行感光导电层150以及感光层130与金属纳米线140所组成的复合结构CS的图案化。具体可包括以下步骤:将感光层130与感光导电层150进行曝光定义出保留区130A与去除区130B(请配合参考图6A、图6B);接着,将位于去除区130B的材料(包含金属纳米线140、光阻材料或银浆材料)移除,以形成复合结构CS与感光导电层150的图案化。
在一具体实施例中,使用光罩覆盖于感光层130与感光导电层150,并利用曝光能量为约200mj/cm2至约1500mj/cm2的曝光源(如UV光)将光罩的图样转移至感光层130与感光导电层150上;较佳为600mj/cm2至约800mj/cm2的UV光定义出所述的去除区130B与保留区130A,并形成上述去除区130B与保留区130A的间的接口;接着使用显影液(或称脱膜剂)将位于显示区VA上的去除区130B的感光层130与金属纳米线层140A去除,以制作出设置于触控感应电极TE;同时,显影液将位于周边区PA上的去除区130B的感光导电层150、感光层130与金属纳米线层140A去除,以制作出设置于周边区PA的周边线路120。另外,位于显示区VA而保留下来的感光层130或复合结构CS具有曝光侧面(exposed sidewall),且位于周边区PA而保留下来的感光导电层150、感光层130或复合结构CS同样具有曝光侧面(exposedsidewall)。
更具体的说,在此实施例中,感光层130与感光导电层150可为具有相同光波段吸收特性的材料,例如均为对G-line或均为对I-line的UV光源感光的光阻,故可利用一曝光源对两者进行同时曝光;感光层130与感光导电层150可具有相同的感光特性,例如均为负感光性,但不以此为限,故去除区130B为未曝光区域;保留区130A为曝光区域。因此在显示区VA中,显影液可将位于去除区130B的感光层130去除(即显影),而因此裸露在外的金属纳米线层140A也会连带被显影液所浸泡去除,以制作出触控感应电极TE;相似的,在周边区PA中,显影液可将位于去除区130B的感光层130与感光导电层150进行显影,并在此步骤中同时移除位于去除区130B的金属纳米线层140A,藉以制作周边线路120。本文所称显影的步骤,乃为本领域所熟知的技术,简言的,感光层130或感光导电层150中的感光物质,接收到光源的部份产生化学反应,使得化学键结变坚固,而未照光即可被上述的显影液所去除(上述以负型感光性为例)。
具体可采用二甲苯(xylene,C6H4(CH3)2)、乙酸丁酯、Na2CO3(浓度:0.1%~1%)或芳族烃溶剂等等去除上述位于去除区130B的感光层130或感光导电层150。在其他实施例中,也可使用显影液搭配其他溶剂进行将位于去除区130B的感光导电层150、感光层130与金属纳米线层140A去除的步骤。
藉此,即可留下位于保留区130A的感光层130与金属纳米线层140A以制作出触控感应电极TE(即触控感应电极TE由位于显示区VA的复合结构CS经图案化过程所制成),并留下位于保留区130A的感光导电层150以制作出周边线路120(即周边线路120由位于周边区PA的感光导电层150经图案化过程所制成),且周边线路120藉由其下的金属纳米线层140A与触控感应电极TE形成电性连接以传输信号。
请参阅图6,其显示本实用新型的实施例所完成的触控面板,图6A、图6B分别为图6中的A-A、B-B剖面的态样,A-A剖面可看出位于周边区PA的保留区130A与去除区130B的态样,而B-B剖面则可看出位于周边区PA与显示区VA的保留区130A与去除区130B的态样。如图6A、图6B所示,位于周边区PA的感光层130与感光导电层150经过曝光、显影之后可定义出去除区130B与保留区130A,位于去除区130B的感光导电层150、感光层130与金属纳米线层140A(即为复合结构CS)会被移除而形成空隙(即下文所述的非导电区域136),位于保留区130A的感光导电层150则被图样化而形成周边线路120,周边线路120下具有同样被图案化的复合结构CS,相邻周边线路120具有非导电区域136;再者,周边线路120的第一曝光侧面122与复合结构CS的第二曝光侧面142较佳的相互对齐。由于周边区PA的结构层是在同一步骤中进行图案化,故可省略传统的对位步骤,进而达到减少或避免在制作步骤中设置对位误差区域的需求,藉以降低周边区PA的宽度,进而达到触控面板/触控显示器的窄边框需求。
而如图6B所示,在位于显示区VA中,保留区130A中的感光层130与金属纳米线层140A会共同形成透明导电层(即复合结构CS),并且在上述显影工艺中被图案化而形成触控感应电极TE。在本实施例中,位于去除区130B的感光层130与金属纳米线层140A(即复合结构CS)会被移除而形成空隙,以形成相邻触控感应电极TE的间的非导电区域136。再者,触控感应电极TE可通过周边区PA的复合结构CS与周边线路120形成电性连接。
在一实施例中,以显示区VA为例,位于保留区130A的复合结构CS(即触控感应电极TE)会具有一曝光侧面(exposed sidewall),其可视为光化学反应在去除区130B与保留区130A的间的接口;相较的下,传统的蚀刻工艺,强酸性蚀刻液仅能将金属纳米线予以移除,但无法移除外涂层(overcoat),因此本实用新型将不需要的感光层130与金属纳米线层140A一并去除,以解决残留的外涂层(overcoat)对后续工艺的影响。在一实施例中,金属纳米线层140A的金属纳米线会突出于曝光侧面。
本实施例的步骤可整合为一个显影步骤而使用显影液同时去除显示区VA中位于去除区130B的感光层130与金属纳米线层140A,以制作出触控感应电极TE,并同时去除周边区PA中位于去除区130B的感光导电层150、感光层130与金属纳米线层140A,以制作出周边线路120。值得说明的是,本实用新型不以上述为限,只要是不需使用蚀刻液,而仅以显影技术剥除感光层130/感光导电层150的同时达到图案化金属纳米线层140A的制作工艺,就属本实用新型所涵盖的范围。
在一实施例中,如图6A所示,相邻周边线路120的间的金属纳米线140(即金属纳米线层140A)及感光层130会被完全去除,换句话说,相邻周边线路120的间的金属纳米线140及感光层130均被上述的曝光、显影步骤完全去除而不复存在,因此可形成绝缘区(即下文所述的非导电区域136),非导电区域136并不存在有金属纳米线140及感光层130(换句话说,本实施例的非导电区域136为空隙结构,且金属纳米线140分布于空隙结构的浓度为零),故相邻周边线路120的间形成电性隔绝,进而达到触控面板的电路配置。在一实施例中,可利用一辅助移除步骤将非导电区域136中的金属纳米线140完全移除,例如在上述显影步骤之后采用粘胶法移除位于去除区130B中的金属纳米线140。
相似的,如图6B所示,位于显示区VA的去除区130B的位置会对应相邻触控感应电极TE的间的绝缘区(即非导电区域136),以定义出用于感测不同触控位置的触控感应电极TE,换句话说,相邻触控感应电极TE的间的非导电区域136并不存在有金属纳米线140及感光层130(换句话说,本实施例的相邻触控感应电极TE的间的非导电区域136为空隙结构,且金属纳米线140分布于空隙结构的浓度为零)。
较佳地,金属纳米线140在感光层130中形成导电网络(conductive network),也就形成所谓的透明导电层,而此透明导电层在上述图案化之后可在显示区VA中做为触控感应电极TE,为达较佳的显示效果,金属纳米线140与感光层130所形成的复合结构CS的光穿透率(Transmission)可大于约80%,且表面电阻率(surface resistance)在约10至1000欧姆/平方(ohm/square)的间;较佳地,金属纳米线140与感光层130所形成的复合结构CS的光穿透率(Transmission)大于约85%,且表面电阻率(surface resistance)在约50至500欧姆/平方(ohm/square)的间。
在一实施例中,可控制感光层130的厚度薄到足以使金属纳米线140能够外露突出于感光层130,例如小于90纳米,故金属纳米线140能够突出于感光层130的上表面,而在周边区PA中,周边线路120可与外露的金属纳米线140形成较佳的接触,使触控感应电极TE与周边线路120所形成的信号传递路径具有较低的阻抗。
较佳地,所形成的金属纳米线140可进一步进行后处理以提高其导电度,此后处理可为包括如加热、电浆、电晕放电、UV臭氧或压力的过程步骤。例如,在固化形成金属纳米线层140A的步骤后,可利用滚轮施加压力于其上,在一实施例中,可藉由一或多个滚轮向金属纳米线层140A施加50至3400psi的压力,较佳为可施加100至1000psi、200至800psi或300至500psi的压力。于部分实施方式中,可同时进行加热与压力之后处理;详言的,所形成的金属纳米线140可经由如上文所述的一或多个滚轮施加压力,并同时加热,例如由滚轮施加的压力为10至500psi,较佳为40至100psi;同时将滚轮加热至约70℃与200℃的间,较佳至约100℃与175℃的间,其可提高金属纳米线层140A的导电度。于部分实施方式中,金属纳米线140较佳可暴露于还原剂中进行后处理,例如由纳米银线组成的金属纳米线140较佳可暴露于银还原剂中进行后处理,银还原剂包括硼氢化物,如硼氢化钠;硼氮化合物,如二甲基胺基硼烷(DMAB);或气体还原剂,诸如氢气(H2)。而所述的暴露时间约10秒至约30分钟,较佳约1分钟至约10分钟。而上述施加压力的步骤可依实际的需求实施在涂布感光层130的步骤之前或之后。
综合上述,本实用新型实施例的可用于感应触控的触控面板,其可包括在基板110的显示区VA所形成的触控感应电极TE(即感光层130与金属纳米线140所形成的复合结构CS)及在基板110的周边区PA所形成的周边线路120,触控感应电极TE与周边线路120会彼此电性连接以传递信号,周边线路120是由感光导电层150经过图样化所制成,在本实施例中,感光层130与金属纳米线140所形成的复合结构CS会延伸至周边区PA,并与感光导电层150在同一个显影步骤中被图样化,详细的说,在周边区PA中,周边线路120会形成在复合结构CS上,且两者具有相对应的图样;更具体的说,位于周边区PA周边线路120与复合结构CS在经过上述的黄光微影工艺后具有相同或相似的图样,且周边区PA中的周边线路120与复合结构CS均具有曝光侧面(exposed sidewall),较佳地,周边线路120的曝光侧面122会与复合结构CS的曝光侧面142相对齐以形成一共平面。
如图6所示,本实施例的触控面板为一种单面非跨接式(non-cross)的触控面板,触控感应电极TE的数量可为一个或多个。更详细的说,显示区VA中具有多个朝同一方向(如第一方向D1)延伸的触控感应电极TE,而相邻触控感应电极TE的间隙为上述工艺中的去除区130B所定义出的非导电区域136;同样的,周边区PA中也具有去除区130B所定义出的非导电区域136,以电性阻绝相邻的周边线路120。本实施例的触控面板可不经由蚀刻液就直接进行感光层130与金属纳米线140所形成的复合结构CS的图案化,以及感光导电层150的图案化。其中,位于显示区VA的触控感应电极TE可用于感测用户的触碰位置或手势,位于周边区PA的周边线路120则电性连接于触控感应电极TE,以将触控感应电极TE测得的感测信号传送至一外部控制器(图未示)。
本实用新型提供第二种制作方法,与上述方法的差异主要至少在于本方法的黄光微影工艺并不会完全移除非导电区域136的金属纳米线140,换句话说,去除区130B中残留有金属纳米线140,但所残留的金属纳米线140的浓度低于一渗透临限值(percolationthreshold),而去除区130B中的感光层130会被上述的曝光、显影步骤完全去除。感光层130与金属纳米线140的复合结构的导电度主要由以下因素控制:a)单一金属纳米线140的导电度、b)金属纳米线140的数目、及c)该等金属纳米线140的间的连通性(又称接触性);若金属纳米线140的浓度低于渗透临限值(percolation threshold),由于金属纳米线140的间的间隔太远,因此去除区130B整体导电度甚低,或是为零(或者具有高电阻),意即金属纳米线140在去除区130B中并未提供连续电流路径,而无法形成一导电网络(conductivenetwork),也就是说金属纳米线140在非导电区域136中所形成的是非导电网络(non-conductive network)。在一实施例中,一个区域或一个结构的片电阻在以下范围中即可被认定为非导电:片电阻高于108欧姆/平方(ohm/square),或高于104欧姆/平方(ohm/square),或高于3000欧姆/平方(ohm/square),或高于1000欧姆/平方(ohm/square),或高于350欧姆/平方(ohm/square),或高于100欧姆/平方(ohm/square)。换句话说,本实施例中相邻周边线路120间的空隙填有浓度低于渗透临限值的金属纳米线140,其形成非导电网络,以达成相邻周边线路120的间的绝缘;相似的,相邻触控感应电极TE间的空隙填有浓度低于渗透临限值的金属纳米线140,其形成非导电网络,以达成相邻触控感应电极TE的间的绝缘。
本实用新型提供第三种制作方法,与上述方法的差异主要至少在于本方法的金属纳米线层140A中具有感光性添加物,故感光层130则可在本方法中予以省略。本制作方法的具体内容为:先将具有金属纳米线140与感光性添加物的分散液或浆料(ink)以涂布方法成型于基板110上,并加以干燥使金属纳米线140覆着于基板110的表面;换句话说,金属纳米线140会因上述的干燥固化步骤而成型为一设置于基板110上的金属纳米线层140A,且金属纳米线层140A中会具有感光性添加物。具体而言,感光性添加物可包括自由基型不饱和寡聚物,例如聚酯压克力树脂、环氧压克力树脂等。再将感光导电层150设置周边区PA而位于金属纳米线层140A上,此步骤可参考前文,在此不予赘述。接着,进行图案化步骤:利用金属纳米线层140A中的感光性添加物,使用前述的曝光显影步骤将显示区VA上的金属纳米线层140A图形化而形成触控感应电极TE;同时,曝光显影步骤也将位于周边区PA上的感光导电层150与金属纳米线层140A进行图案化,以制作出设置于周边区PA的周边线路120。本实施例的图案化步骤可参阅前文,故不予赘述。综合来说,本实施例的方法是将感光性添加物整合于金属纳米线层140A的中,使金属纳米线层140A具有感光性,而可在曝光显影步骤中产生图样化的效果。在一实施例中,具感光性的金属纳米线层140A亦可与前述的感光层130搭配,以加强金属纳米线层140A的整体特性,例如强度、耐酸碱、抗刮等。
除了上述单面式的触控面板,本实用新型的工艺亦可适用于双面式的触控面板,例如,先分别在基板110的相对两面上制作金属纳米线层140A与感光层130,再依照上述的做法在基板110的相对两面上形成感光导电层150;接着配合双面曝光、显影等工艺,以在基板110的相对两面上形成具图案化的触控感应电极TE与周边线路120。同于前述实施例,本实施例的步骤可整合为一个显影步骤而使用显影液同时去除在基板110双面的显示区VA中位于去除区130B的感光层130与金属纳米线层140A,以制作出触控感应电极TE,并同时去除周边区PA中位于去除区130B的感光导电层150、感光层130与金属纳米线层140A,以制作出周边线路120。
在一实施例中,为避免基板110的相对两面上的感光层130与感光导电层150在进行曝光时的相互干扰,可采用不同时序的光源进行曝光工艺。在另一实施例中,可使用不同波长的光源进行曝光工艺,换句话说,基板110的相对两面上的感光层130为对不同波长光源具有感光性的材质,感光导电层150也对不同波长光源具有感光性的材质。在另一实施例中,可先在基板110的相对两面先成型光束阻挡层(图未示),再成型上述的金属纳米线层140A、感光层130与感光导电层150。具体而言,光束阻挡层为UV阻挡层,基板110的相对两面上的感光层130与感光导电层150可为对相同波长光源具有感光性,故可利用同样的UV光源进行曝光工艺来加以图案化,UV阻挡层能够吸收特定波长的部分UV光(例如总能量的至少10%、20%、25%或20%-50%),而实质上可让可见光波长(例如400-700nm)的光线透射,例如大于总能量的85%的可见光透射。在一实施例中,UV阻挡层为选自Teijin DuPont Films的产品名称为「HB3-50」的50μm厚的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)膜;另一例示性的UV阻挡层为选自Teijin DuPont的名称为「XST6758」的125μm厚的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)膜。
请参考图7,其显示本实用新型实施例的双面式的触控面板。请配合图7A所显示的剖视图,从基板110的上表面观的,图案化步骤可详述如下:在显示区VA中,复合结构CS进行黄光微影以达图案化,进而形成第一触控感应电极TE1;同时在周边区PA中,使用黄光微影将位于周边区PA的感光导电层150与复合结构CS进行达图案化,进而形成周边线路120,且周边线路120连接第一触控感应电极TE1。在一实施例中,第一触控感应电极TE1大致位于显示区VA,其可包含多个沿同一方向(如第一方向D1)延伸的长直条状的感应电极,而蚀刻去除区则可被定义为非导电区136,以电性阻绝相邻的感应电极。在一实施例中,周边线路120与其下的复合结构CS具有实质相同的图样,而两者具有相互对齐的侧边或侧面(即曝光侧面)。
相似的,请配合图7与图7B的剖视图,从基板110的下表面观的,图案化可详述如下:在显示区VA中,复合结构CS进行黄光微影以达图案化,进而形成第二触控感应电极TE2;同时在周边区PA中,使用黄光微影将位于周边区PA的感光导电层150与复合结构CS进行达图案化,进而形成周边线路120,且周边线路120连接第二触控感应电极TE2。在一实施例中,第二触控感应电极TE2大致位于显示区VA,其可包含多个沿同一方向(如第二方向D2)延伸的长直条状的感应电极,而去除区则可被定义为非导电区136,以电性阻绝相邻的感应电极。在一实施例中,周边线路120与其下的复合结构CS具有实质相同的图样,而两者具有相互对齐的侧边或侧面(即曝光侧面)。
第一触控感应电极TE1及第二触控感应电极TE2在结构上相互交错,两者可组成触控感应电极TE,以用感应触碰或控制手势等。
本实用新型的部分实施方式中,不须使用蚀刻液而利用感光层130或感光导电层150进行图案化(即曝光显影)工艺的同时,一并将金属纳米线层140A与感光层130组成的透明导电层图案化以形成位于显示区的触控感应电极TE,可省去传统需要蚀刻液进行金属纳米线层140A的蚀刻步骤,因此可以解决蚀刻液的残留所造成的问题,并达到提高生产良率的效果。
本实用新型的部分实施方式中,不须使用蚀刻液来蚀刻金属纳米线层140A,故可排除蚀刻液对组件(例如金属材料所制成的周边线路120)造成的影响。
本实用新型的部分实施方式中,利用感光层130及/或感光导电层150的感光性,进行光化学反应之后以显影液去除的方式进行金属纳米线层140A的图案化,故可省略传统的蚀刻金属纳米线层140A的步骤,故可简化整体工艺,以达到降低成本的效果。
本实用新型的部分实施方式中,通过将感光导电层150直接与金属纳米线层140A中的金属纳米线140接触,故可形成一低阻抗的导电线路,进而减少传递触控信号的损耗及失真。
本实用新型的部分实施方式中,感光层130可提供金属纳米线层140A所需保护作用,使产品得以通过较严格的耐环测试。
本实用新型的部分实施方式,藉由感光层130所提供的保护层的作用,可提高显示区的触控感应电极的耐用性。
本实用新型的部分实施方式,通过设计周边引线与其下的金属纳米线层在同一步骤中进行图案化,可以省去对位步骤,以避免对位的过程中所预留的误差空间,故可有效降低周边区的宽度。
本实用新型的部分实施方式中,所述的工艺可同时大量批次进行单面或双面的触控面板的制作。
虽然本实用新型已以多种实施方式揭露如上,然其并非用以限定本实用新型,任何熟习此技艺者,在不脱离本实用新型的精神和范围内,当可作各种的更动与润饰,因此本实用新型的保护范围当视所附权利要求的保护范围所界定者为准。
Claims (11)
1.一种触控面板,其特征在于,包含:
一基板,其中该基板具有一显示区与一周边区;
一设置于该基板上的一感光层与一金属纳米线层;及
一设置于该周边区上的感光导电层,其中该感光导电层与该感光层经曝光后定义出一去除区与一保留区,其中,在该显示区中,位于该去除区的该感光层与该金属纳米线层被显影液移除而定义出一位于该显示区的触控感应电极;在该周边区中,位于该去除区的该感光导电层、该感光层与该金属纳米线层被显影液移除而定义出一位于该周边区的周边线路,该触控感应电极电性连接于该周边线路。
2.如权利要求1所述的触控面板,其特征在于,该金属纳米线层包括金属纳米线,该金属纳米线系嵌设于位于该保留区的该感光层中形成导电网络,而位于该显示区的该感光层与该金属纳米线共同形成该触控感应电极。
3.如权利要求1所述的触控面板,其特征在于,该感光导电层包含负感光性的银浆。
4.如权利要求1所述的触控面板,其特征在于,该感光层与该感光导电层为具有相同光波段吸收特性的材料。
5.如权利要求1所述的触控面板,其特征在于,该金属纳米线外露于该感光层。
6.如权利要求1所述的触控面板,其特征在于,该触控感应电极与另一触控感应电极的间具有一非导电区,该非导电区中的该金属纳米线的浓度为零。
7.如权利要求1所述的触控面板,其特征在于,该周边线路与另一周边线路的间具有一非导电区,该非导电区中的该金属纳米线的浓度为零。
8.如权利要求1所述的触控面板,其特征在于,该触控感应电极与另一触控感应电极的间具有一非导电区,该非导电区中的该金属纳米线的浓度小于一渗透临限值,使该非导电区中的该金属纳米线形成一非导电网络。
9.如权利要求1所述的触控面板,其特征在于,该周边线路与另一周边线路的间具有一非导电区,该非导电区中的该金属纳米线的浓度小于一渗透临限值,使该非导电区中的该金属纳米线形成一非导电网络。
10.如权利要求1所述的触控面板,其特征在于,该触控感应电极具有一曝光侧面。
11.如权利要求1所述的触控面板,其特征在于,该周边线路设置在该感光层与该金属纳米线层所组成的一复合结构上,该周边线路具有一第一曝光侧面,该复合结构具有一第二曝光侧面,该第一曝光侧面与该第二曝光侧面相对齐以形成一共平面。
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