TW201216799A - Manufacturing method of touch sensor pattern and signal conductor - Google Patents

Description

201216799 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係提供一種觸控感應器圖案及訊號導線的製造方法， 尤指一種利用高能光束加工技術並搭配黃光製程與蝕刻製程以在 具有複數導電性鑛膜層的基板上製作所需的觸控感應器圖案及訊 號導線的製造方法。 【先前技術】

如所知者’ 一般觸控面板結構略係包含在面板中央部位設有 感測區以及在面板外側周緣部位設有線路區，而在感測區内具有 觸控感應器圖案是由多數訊號感應單元排列組成的，在線路區範 圍則具有多數訊號導線圖案，該等訊號導線可分別連接該等訊號 感應單元以便形成訊號感應迴路；運作時，藉由使用者的手指或 導體碰觸該觸控面板感測區的瞬間產生一個電容或電阻等感應訊 號，因而可藉由電容或電阻值之變化確定手指或導體之位置。 呆介到·扔則返觸徑面板的觸控感應器圖案及訊號導線 之製造方法略係：_-具伽__)金屬鍍膜igi及氧化銦 錫(ITO)賴102 明基板1〇〇，然後對該基板進行帛一黃光製 程’亦即包含在錄板的雙層鍍紅絲面塗佈—層光阻薄膜 1〇9(如第域所示），再將塗佈有光__基板放置祕風烤箱 中進行預烤’接續以-具有線精酬案化的解⑼ 阻薄膜進行曝光(如第十圖所示)，然後以顯影劑魏 產= 固化光阻_的曝光部分，紅絲液魏該恤_的未^ 201216799 部分’藉此將該光阻薄膜未曝光處之光阻材料層去除，而在該基 板的線路區104上面形成—層固化的光阻薄膜Fp(如第十一圖所 示）；接續前述黃光製程，再對該基板進行第一侧製程，亦即包 含選用針對她金屬賴的侧劑，以祕棚賴至基板，將 未文光阻細FP遮蔽部分的脑金屬賴1G1層材料侧去除， 因此在該她金屬錄膜層保留了在線路區範圍内的訊號導線1〇7 圖案(如第十二圖所示），隨後以剝膜劑喷灑至該基板上的光阻薄膜 FP以便加以剝離去除，再以洗蘇液對該基板施予清洗，因此使該 鉬紹金屬鍍膜的訊號導線107裸露出來(如第十三圖所示）。 再對該基板進行第二黃光製程，亦即包含在該基板的鑛膜上 方表面塗佈-層光阻薄膜1〇9(如第十四圖所示），再將塗佈有光阻 薄膜的基板放置於減烤箱巾進行輯，接續以—具有感測區及 線路區精密圖案化的光罩602對該光阻薄膜109進行曝光(如第十 五圖所示），然後以顯影劑喷灑該光阻薄膜以固化光阻薄膜的曝光 部分’以絲液喷洗該光阻薄膜的未曝光部分，藉此將該光阻薄 膜未曝光處之光阻材料層去除，而在該基板的感測區〗ω及線路 區104上面形成一層固化的光阻薄膜Fp(如第十六圖所示）；接續 前述黃光製程，再對縣板進行第二道侧製程，脚包含選用 針對乳化麵賴祕卿，卿駐基板，將未受光 阻薄膜FP遮蔽部分的氧化銦錫鑛臈層102材料韻刻去除，因此可 2該氧化銦錫屬鑛膜層的感測區103範圍内保留下觸控感應器圖 案脱’以及在線路區104範圍内保留下訊號導線107圖案(如第 201216799 十圖斤示）隨後以剝膜劑喷灑至該基板上的光阻薄膜Fp以便 加以剝離絲’再以洗〉職對縣板齡清洗，使該氧化銦 錫賴層上的觸控感應器圖案，以及該_金屬鑛膜層上的訊 號導線107裸露出來(如第十八圖所示）s …如刖說明1知的觸控感應賴案及訊號導線之製造方法， 係藉由第-道黃光製程及第一道钮刻製程以便在該贿金屬錄膜 ΗΠ上形成所需的訊號導線1G7，再利用第二道黃光製程及第二道 鲁飯刻製程在該氧化銦錫鍍膜1〇2上形成所需的觸控感應器圖案 由此可知’習知製造方法主要是糊黃光製程及濕式侧製 程的之加工技術，該製造方法其至少歷經二道的黃光與濕式侧 的複合製程，時-道複合製程均包含1佈光㈣預烤》曝光 員’IV◊綱^剝膜等加卫步驟，其不僅加工流程繁複冗長，且 :多了加工步驟都存在良率損失的風險，而事實上經由統計，依 製以方法獲得的成品平均良率一般大約只在慨左右 _ 待改善。 3 【發明内容】 、本發明係提供-種改進_控感應及訊麟線的製造 I法’其主要是_高能光束直接加工在基板賴數導電性鑛膜 日上製作所需的圖案’再藉黃光製程與侧製程去除該導電性鍵 =層上不要部分的材料，據此可簡化生產製程、降低加工成本、又 、、、短加工時程，更可大幅提升成品良率及品質的穩定性。 為了達成上述目的，本發明所提供之觸控感應器圖案及訊號 201216799 導線的製造方法，其步驟如下：⑴提供—高透光率的基板，在其 一主表面上至少設有第-與第二導紐繼；⑵對著基板上的導 電性鑛膜表面投射高能光束，並同時使該高就束絲板之間依 循-預設的歸軌跡作姆物，以在第—與第二導電性鑛膜上 製作複數絕緣性槽溝線，形成具有_區及線路_預定圖案；⑶ 對《亥基板進彳t黃光製程’以在線路區的導電隨絲面覆設一層 光阻薄膜；以及(4)對該基板進雜難程，以侧雜在感測區 内的第-導電性賴；因此形成在該基板喊測區内具有第二導 電性鍍膜之預定圖案，而在線路區内仍具有第一與第二導電性鍍 膜之預定圖案。 特別是’該基板平面式薄板，其材料是選自於玻璃薄板或其 他各種薄板，例如：聚碳酸酯(PC)、聚脂(PET)、聚曱基丙烯酸曱 酯(PMMA)或環烯烴共聚合物(C0C)…等，但實施的材料範圍不以 前述材料為限，各類軟性、硬性或可撓性的透明基板均適用。 特別是，第二導電性錢膜為一高透光率的導電性鑛膜，例如 是氧化銦錫(ITO)鍍膜。 特別疋’ 5亥南此光束為超短脈衝局斯光束(uitra_ sh〇r|； pulse

Gaussian beams)或超短脈衝雷射(ultra- short pulse laser)。 特別是，該絕緣性槽溝線的槽溝寬度約在1〜100 範圍。 特別是’前述感測區的預定圖案係由多數訊號感應單元排列 組成的觸控感應器圖案，而該線路區的預定圖案則為具有多數訊 號導線圖案’且令該等訊號導線可分別連接該等訊號感應單元以 201216799 便形成訊號感應迴路。 特別是’所述的黃絲程是包含以下步驟：⑴_基板塗佈 光阻：使肢阻塗佈手段錢在縣㈣導·鍍難面上覆設 一層光阻細；（2)_基缺行鱗：提供約峨〜听熱風對 邊基板上的光阻薄膜實施約勘〜⑽秒伽)的供烤時程，然後徐 徐降溫至常溫：⑶對該光阻薄膜進行曝光：提供照射能量約 150〜250 MW的紫外線光源，以及將具有線路區随化之光罩 鲁設於該光阻薄膜與-光源間，與該光阻薄膜間保持間隙約3〇 _ 〜8〇 _的距離並曝絲光阻_，以將在光罩上的線路區圖案 轉移到該光阻薄膜上；以及(4)對該光阻薄膜進行顯影：以喷壓約 0.5 Kg/em2的顯影醜影觸該細細喷洗，再以喷壓約w Κ_2的洗滌液對之喷洗，將不要的光阻材料部分去除\因此在 該基板線路區部位的導電性鍍膜表面之上形成一層固化的光阻薄 膜。 # 特収’所述的光阻塗佈手段，例如是旋轉塗佈法(_ 咖ng)、狹縫式塗佈法(slit c〇ating)或是毛細管塗佈法_⑺麵) 等，但並不以上述光阻塗佈手段為限。 特別疋’所述的餘刻製程是包含以下步驟：⑴钮刻移除在感 測區内的第^導電性鑛：以噴_ G.6 KgW的·劑喷至 基板將未又光阻薄膜遮蔽的部分〜亦即在感應區範圍内的第一導 電性鍍膜精_絲’錢再丨_5 KgW的洗㈣基 板施予β A因此使感測區内在下層的第二導電性鍍膜上的圖案 201216799 裸露出來，以及(2)剝除在線路區内的光阻薄膜：以喷壓約〇 6 Kg/cm2的剝膜劑喷灑至該基板上的光阻薄膜並將其剝離去除，再 以喷壓約1.5 Kg/cm2的洗滌液對該基板表面施予清洗，因此使在 線路區内的第一導電性鍍膜上的圖案裸露出來。 此將於下文巾進-步關本發_其他魏及技術特徵，熟 習本技術者熟讀文中的說明後即可據以實現本發明。 【實施方式】 μ-併參醜附各圖所示’本發明實施例提供之觸控感應器 圖案及線路的製造方法之流程步驟如下： 首先，取一接觸角小於10度的高透光率基板励，且在該基 板-主表面上分別預設有一層她金屬錢膜ι〇ι及一層氧 化銦錫(ΙΤΟ)鍍臈102，並將該基板固設於一加工檯細上；而在 本實施例中該基板1〇〇材料選用玻璃，當然實施的材料範圍並不 以此為限。 然後，該加工檯200被移設至一高能光束加工灯3〇〇的下 方(如第一圖所示），以利用高能光束對該基板上的雙層鑛膜10卜 102進行圖案製作(patterning);運作時，該高能光束加工裝置通 可提供功率約6〜15 W、M__〜75版_^高斯光束， 在該高能光束加I裝置對著基板觸表面投射脈衝式高斯光 束的同夺亦·7。亥加工檯2〇〇與該高能光束加工裝置細之間開 始依預設_她彻觸，使舰衝_光束可而依循 位移執裝在職板的顧⑼、⑽上雕_龍絕緣性切 201216799 槽線105，以形成具有感測區103及線路區104的預定圖案(如第 二、三圖所示）。而該等切槽線105係可將設置部位的雙層鍍臈層 均截斷，使該切槽線二側的鍍膜層呈絕緣狀態，又通常前述切槽 線105的寬度約在1〜100 um範圍，因此可製作出高精密度的圖 案；而在這個實施例中，將以電容式觸控面板構造為例，因此前 述預定圖案包含在基板中央部位的感測區1〇3内具有多數菱形電 容感應單元以矩陣型排列而成的觸控感應器圖案1〇6，以及在基板 • 外周緣部位的線路區ι〇4範圍具有多數平行設置的訊號導線 107，並使該等訊號導線107個別地與前述觸控感應器圖案1〇6的 電谷感應單元連接形成以形成電容訊號感應迴路(請參閱第二、三 圖所示）；特別是，前述感測區1〇3與線路區顺的圖案式樣將可 因應選用的觸控感應器種類不同而作出變化，但因該觸控感應器 的圖案式樣設定並非本並非本發明重點，故在此不擬進一步闡 述；又，前述高能光束加工裝置300幻采用超短脈衝高斯光束⑽⑶ •她⑽㈣麵ianbeams)，且其可藉由精密調控其光束的能量密 度（fluence)範圍以達絕熱加工特性（Admbatic

Characteristies)，因此可於不造成基板刚材質損害情況下完成對 該基板上的_金屬錢膜101及氧化銦錫鍍膜1〇2的圖案製作； 可以理解的，在實際的應用上使用的高能光束並不偈限於前述的 規格設定，得依應用所需而調整參數作最佳化設定。 接續’進行黃光製程以在線路區1〇4覆設一層光阻薄膜；該 黃光製程略係包含塗佈光阻、萌、光阻的曝光以及顯影等步驟γ 201216799 具體實施方式為： (1) 塗佈光阻：使用光阻塗佈手段以便在該基板的鉬銘金屬鑛 膜101表面上覆設一層光阻薄膜1〇9(如第四圖所示）；所述 的光阻塗佈手段，例如是旋轉塗佈法、狹縫式塗佈法或是 毛細管塗佈法等，但並不以上述光阻塗佈手段為限；在本 實施例中，所述的光阻是採用黏度值約為2〜1〇 eps的負型 光阻’例如聚異戊二稀(polyisoprene)。 (2) 進行預烤：將基板100放置於熱風烤箱中，提供約8〇力熱 風對該光阻薄膜109實施約120秒(Sec.)的烘烤時程，然後 徐徐降溫至常溫(約25°C左右）’藉以增加該負型光阻薄膜 109在基板表面的附著力。 (3) 進行曝光：將完成預烤的基板送入曝光機中，將一具有線 路區圖案化之光罩600安裝在光源l與光阻薄膜1〇9之 間’並與該光阻薄膜1〇9間保持間隙約5〇_的距離，然 後提供照射能量約1〇〇 MJ/cm2的紫外線光源L對該負型光 阻/專膜109進行曝光(如第五圖所示），使光阻薄膜的曝光 刀產生聚合反應形成阻劑效果。 (4) 進行顯影：於曝絲雜触喷壓約G 5 Kg/em2的顯影劑 (例如·二曱苯或碳酸鈉)噴灑該光阻薄膜109，以固化光阻 薄臈的曝光部分109A，再以噴壓約〇·5 Kg/cm2的洗條液(例 如··乙酸丁脂或清水)對該光阻薄膜的未曝光部分1〇9B施 予清洗’藉此將該光阻薄膜未曝光處之負s光阻材料層去 201216799 除’而在該基板的線路區104上面形成一層固化的光阻薄 膜FP ;在這個實施例中，該固化的光阻薄膜Fp恰可遮蔽 s玄線路區的範圍(如第六圖所示）。 在前述實施例中主要係以採用負型光阻材料的條件下做說 明，但可以理解，上述步驟亦可使用正型光阻材料，其相應之光 罩設計及製程中曝光處材料係留下或去除具有差異外，並不影響 本發明之實施。 • 接續前述黃光製程之後對該基板100進行蝕刻，此製程可將 未受光阻_ FP保護之區域的_金屬賴1G1 _移除，並使 下層的氧化銦錫鍍膜102(亦即觸控感應器圖案1〇6)裸露出來(如第 七圖所示）；本實施例是採用濕式蝕刻(wetetching)手段，其實施方 式為：以噴壓約0.6Kg/cm2的蝕刻劑(例如：鋁酸)噴灑至基板，將 未党光阻薄膜FP遮蔽的部分〜亦即在感應區103範圍内的她金 屬鍍膜101進行钱刻去除，然後再以喷壓約1.5 Kg/cm2的洗蘇/ • 中和液(例如：純水)對基板施予清洗。 最後’再進行剝膜加工製程將基板上的光阻薄膜Fp剥除，使 線路區ι〇4内的銦紹金屬鑛膜1〇1(亦即訊號導線1〇7的圖案)顯露 出來(如第八圖卿）；其實财式為：以、倾約Q 6 KgW的剝膜 hJ(例如.虱氧化鉀KOH)喷灑至該基板上的光阻薄膜fp，使其自 該鉬銘金屬鍍膜101表面被剝離去除，再以喷壓約1.5 Kg/cm2的 洗滌液(例如：清水)對該基板施予清洗。 經過完成前述各加工步驟，即可在基板的制區1()3内完成 11 201216799 設置氧化銦錫舰102 _域應，以及在基板的線路 區1〇4$&圍内完成设置她金屬鍍曝1〇1的訊號導線1〇7圖案(如 第八圖所示）。 而經實驗結果統計，依本發明的製造方法可獲得高達95%以 上的成品平均㈣，遠缺f知製妨法之麗左右的成品平均 良率，詳如表一所示。

•、，，τ、上所述可知，本發明崎於習知的難面板之生產製造技 術’可至少減免-道黃光製程(包含光阻塗佈、曝光、顯影等加工 過程)以及侧製程，*僅簡化加卫程序、降低加域本、縮短加 工時程，更可大幅提升成品良率及品質的穩定性。 心本發明並非触於以上所述形式，很·參考上述說明後，

能有更多技術均的改良與變化，這例如是··前述高能光束加 裝置300所提供的尚能光束除了可以是超短脈衝高斯光束之 外’亦可採用各式的超短脈衝雷射㈤加加心創㈣丨是以， 舉凡也悉本紐藝之人士，有在烟之創作精神下所作有關本發 月之任何修飾或較，皆減包括在本發明意聽護之範缚。 【圖式簡單說明】 12 201216799 第-圖係本發明之高能光束加工裝讀被加工的基板之間的 安裝示意圖； 第二圖係本發明之基板_以域絲基板的鍵 膜上形成預定圖案； 第三圖係第二圖c-c戴線的側面剖視示意圖； 第四圖係本發明之基板_面顺衫圖，顯示在脑金屬 鍍膜表面上塗佈一層光阻薄膜； 參 第五圖係本發明之基板的側面剖視示意圖，顯示以光罩對光 阻薄膜進行曝光； 第六圖係本發明之基板的側面剖視示意圖，顯示在線路區設 有固化的光阻薄膜； 第七圖係本發明之基板的側面剖視示意圖，顯示在感測區内 的鉬鋁金屬鍍膜已被|虫刻移除的態樣； 第八圖係本個之基板_面剖視㈣圖，顯示在線路區的 • 固化光阻薄膜已被剝離移除； 第九圖係習知技術之基板的側面剖視示竜圖， 屬鍵膜表面上塗佈一層光阻薄膜； 顯示以一光罩 第十圖係習知技術之基板的側面剖視示意圖， 對光阻薄膜進行曝光； 第十-圖係習知技術之基板的側面剖視示意圖，顯示在線路 區設有固化的光阻薄膜； 第十二圖刺知技術之基板_面舰示_，顯示在線路 201216799 鍍獏材料已被蝕刻移除的態 區内部分及感測區内全部的鉬鋁金屬 樣， 圖，顯示在線路區 第十三圖係本發明之基板的側面剖视示音 的固化光阻薄膜已被剝離移除； 第十四圖係習知技術之基板的侧面剖视示意圖，顯銘 金屬鑛膜與氧她賴朗表面上__層紐_ ’ 罩對光阻薄膜進行曝光； 第十五圖剌知技術之基板的側㈣視示意圖，顯示以一光 ^ 賴犧犧__咐®，顯示在感測 區及線路區设有固化的光阻薄膜； 第十七圖係習知技術之基板的側面剖視示意圖，顯示在線路 Q及感測區内有部分的氧化銦錫鍍膜材料已被個移除的離樣； 第十八圖係本發明之基板的側面剖視示意圖，顯示在線路區 及感測區的固化光阻薄膜已被剥離移除。 【主要元件符號說明】 基板100 鉬鋁金屬鍍膜101 氧化銦錫鍍膜1〇2 感測區103 線路區104 切槽線105 觸控感應器圖案1〇6 201216799 訊號導線107 光阻薄膜109 光阻薄膜的曝光部分109A 光阻薄膜的未曝光部分109B 加工擾200

高能光束加工裝置300 光罩 600、601、602 光源L

固化的光阻薄膜FP

15

Claims (1)

1. 201216799 七、申請專利範圍： 1、一種觸控感應器圖案及訊號導線的製造方法，包括以下步驟： 提供一高透光率的基板，在其一主表面上至少設有第—與第 二導電性鍍膜； 對著基板上的導電性鍍膜表面投射高能光束，並同時使該高 月έ光束與基板之間依循一預設的位移執跡作相對運動，以 在第一與第二導電性鍍膜上製作複數絕緣性槽溝線，形成 具有感測區及線路區的預定圖案； 對該基板進行黃光製程，以在線路區的導電性鍍膜表面覆設 一層光阻薄膜；以及 對該基板進行蝕刻製程，以蝕刻移除在感測區内的第一導電 性鑛膜’·藉上述步膽作成在該基板的感測區内具有第二 導電性鍍臈之預定圖案，而在線路區内仍具有第一與第二 導電性鍍膜之預定圖案。 2、 如申請專利範圍第i項所述之觸控感應器_及訊號導線的 製造方法’其中，該基板平面式薄板，其材料是選自於玻璃 薄板或聚碳_、聚脂、„基輯酸旨或輯煙共聚合 物等之-軟性、硬性或可換性的透明薄板材料者。 3、 如申請糊範圍第丨項所述之觸域應及訊號導線的 製造方法，其中，第二導電性鑛臈為一高透光率的導電性鑛 4 、如申請專利範圍第1 項所述之馳感絲_及訊號導線的 201216799 製造方法’其巾，該高歧絲超峨_贱核超短脈 衝雷射。 =申請專繼圍第i項賴之觸城應及訊號導線的 製造方法’其中，該絕緣性槽溝線_溝寬度約在卜 m範圍。 β 6

   7

   7請專纖圍第i柄述之觸域應_案及訊號導線的 I造方法’其中，前述感測區的預定圖案係 單元排列組成簡滅應關案，而該線路區的預㈣^ 為具有多數峨導線随，对鮮訊鱗線可分別連接該 等訊號感應單元以便形成訊號感應迴路。 X 2申請專纖_丨顿述之觸域絲_及訊號導線的 製造方法’其中’所述的黃光製程是包含以下步驟·· 對該基板塗佈雜：使用光阻塗佈手如便在該基板的導電 性錄膜表面上覆設一層光阻薄膜； 對該基板進行爾：提侧贼〜贼熱風_基板上的光 阻薄膜實施約應〜刚秒(Sec.)的烘烤時程，然後徐徐降溫 至常溫； 對該光阻_進行曝光：提供照雖量約150〜25GMJ/Cm2的 紫外線光源，以及將具有線路區圖案化之光罩設於該光阻 4膜與—光源間，與該光阻薄膜間保持間隙約如〜8〇 ㈣的距離並曝光該光阻薄膜，以將在光罩上的線路區圖 案轉移到該光阻薄膜上；以及 對該光阻_進行麟：以傾約()5 Kg/em2賴影劑顯影 17 201216799 Μ對及光阻薄膜喷洗，再以喷壓約Q5K於y的洗膝液辦 •^喷洗’將*要的光崎料部分絲；因此在該基板線路 區部位的導電性鑛膜表面之上形成一層固化的光阻薄膜。 8如月專利乾圍第7項所述之觸控感應器圖案及訊號導線的 製么方法’其中，所述的光阻塗佈手段為旋轉塗佈法、狹縫 式塗佈法或是毛細管塗佈法之一者。 9 專利範圍第1項所述之觸㈣應_案及訊號導線的 4方法，其中，所述的飯刻製程是包含以下步驟： 綱移除在感測區内的第—導電性鍍臈：以喷壓約邮出2 的姓刻劑喷灑至基板，將未受光阻薄膜遮蔽的部分〜亦即 在感應區範_的第—導概·進行_去除，然後再 以喷壓約UKgW的洗滌職板施予清洗，因此使感測 區内在下層的第二導電性鍍膜上的圖案裸露出來；以及 …于、在線路區内的光阻細：以喷壓約Μ細咖2的制膜劑 噴灑至該基板上的光_膜並將翻離去除，再以喷壓約 5 Kg/cm 0洗條液對該基板表面施予清洗，因此使在線 路區内的第—導紐触上的圖案裸露出來。