TW201517234A - 多層微線基板結構 - Google Patents
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Abstract
本發明揭示一種多層微線結構，其包含具有一基板邊緣之一基板。一第一層經形成於該基板上方而延伸至一第一層邊緣。一或多個第一微通道經刻印於該第一層中，至少一個刻印第一微通道具有在該第一層中形成一曝露第一連接墊之至少一部分之一微線。一第二層經形成於該第一層上方而延伸至一第二層邊緣。一或多個第二微通道經刻印於該第二層中，至少一個刻印第二微通道具有在該第二層中形成一曝露第二連接墊之至少一部分之一微線。對於該第二層邊緣之至少一部分，該第二層邊緣係比該第一層邊緣與該基板邊緣相距更遠，使得該等第一連接墊透過該第二層曝露。
Description
本發明係關於具有形成於多個層中之刻印微線之基板。
透明導體廣泛用於平板顯示器產業中以形成用於(例如)在液晶或有機發光二極體顯示器中電切換一顯示像素之發光或透射光性質之電極。透明導電電極亦係用於結合顯示器之觸控螢幕中。在此等應用中，透明電極之透明度及導電率係重要屬性。一般而言，期望透明導體具有一高透明度(例如，在可見光譜中大於90%)及一低電阻率(例如，小於10歐姆/單位面積)。
透明導電金屬氧化物在顯示器及觸控螢幕產業中為人熟知，且具有數個缺點，其等包含有限的透明度及導電率及在機械或環境應力下破裂之一傾向。典型之先前技術導電電極材料包含導電金屬氧化物(諸如銦錫氧化物(ITO))或非常薄之金屬層(例如，銀或鋁或包含銀或鋁之金屬合金)。此等材料係(例如)藉由濺鍍或氣相沈積而塗佈，且經圖案化於顯示器或觸控螢幕基板(諸如玻璃)上。
透明導電金屬氧化物之沈積及圖案化係愈加昂貴且相對成本高的。再者，基板材料係由電極材料沈積程序(例如，濺鍍)限制，且限制此等電極之電流承載容量，藉此限制供給至像素元件之電量。儘管較厚之金屬氧化物層或金屬層增大導電率，但其等亦減小電極之透明度。
已知包含導電元件之非常精細圖案(諸如金屬線或導電跡線)之透明電極。舉例而言，美國專利公開案第2011/0007011號以及美國專利公開案第2010/0026664號、美國專利公開案第2010/0328248號及美國專利第8,179,381號教示具有一網狀電極之一電容式觸控螢幕，該等案之全文以引用之方式併入本文。如在美國專利第8,179,381號中揭示，由若干程序之一者製成精細導體圖案，該等程序包含雷射固化遮蔽、噴墨印刷、凹板印刷、微複製及微接觸印刷。特定言之，微複製係用於形成微導體，該等微導體形成於微複製通道中。透明微線電極包含具有0.5μ至4μ之間之寬度及大約86%至96%之間之一透明度之微線。
(例如)如在CN102063951中教示，導電微線經形成於壓花於一基板中之微通道中，該案之全文以引用之方式併入本文。如在CN102063951中討論，微通道之一圖案係使用一壓花技術而形成於一基板中。壓花方法大體上在先前技術中已知且通常包含在一剛性基板上塗佈一可固化液體(諸如一聚合物)。微通道之一圖案藉由具有形成於主控表面上之結構之一倒置圖案之一主模而壓花(壓印或刻印)至聚合物層上。接著固化聚合物。一導電墨水經塗佈於基板上方且至微通道中，(例如)藉由機械緩衝、經圖案化之化學電解或經圖案化之化學腐蝕而移除微通道之間的過量導電墨水。(例如)藉由加熱而固化微通道中之導電墨水。在CN102063951中所描述之一替代方法中，一光敏層、化學電鍍或濺鍍係用於(例如)使用經圖案化之輻射曝露或實體遮罩而圖案化導體。移除不需要之材料(例如，光敏抗蝕劑)，接著在一池中電沈積金屬離子。
參考圖16，一先前技術顯示器及觸控螢幕系統100包含一顯示器110，其具有與顯示器110一起安裝之一對應觸控螢幕120，使得可透過觸控螢幕120觀看顯示於顯示器110上之資訊。藉由觸摸觸控螢幕120上之一對應位置而選擇、指示或操縱顯示於顯示器110上之圖形元
素。觸控螢幕120包含一第一透明基板122(其具有形成於第一透明基板122上x維中之第一透明電極130)及一第二透明基板126(其具有形成於第二透明基板126上面朝x維第一透明電極130之y維中之第二透明電極132)。一介電層124經定位於第一透明基板122與第二透明基板126之間及第一透明電極130與第二透明電極132之間。第一透明基板122及第二透明基板126及介電層124經單獨形成且經層積在一起。
第一透明電極130及第二透明電極132具有一可變寬度且按正交方向延伸(例如，如在美國專利申請公開案第2011/0289771號及第2011/0099805號所展示)。當跨第一透明電極130及第二透明電極132施加一電壓時，在x維第一透明電極130之第一墊區域128與y維第二透明電極132之第二墊區域129之間形成電場。
透過電母線連接136所連接之一顯示控制器142與一觸控螢幕控制器140協作控制顯示器110。觸控螢幕控制器140透過電母線連接136及線134連接至第一透明電極130及第二透明電極132且控制觸控螢幕120。觸控螢幕控制器140藉由循序電激勵及測試x維第一透明電極130及y維第二透明電極132而偵測觸控螢幕120上之觸摸。
美國專利申請公開案第2011/0291966號揭示菱形微線結構之一陣列。在此揭示內容中，一第一電極包含相對於一第一方向在順時針及逆時針方向上以一預定角度傾斜且按一預定間隔提供以形成一網格形圖案之複數個第一導體線。一第二電極包含相對於一第二方向(該第二方向垂直於第一方向)在順時針及逆時針方向上以一預定角度傾斜且按一預定間隔提供以形成一網格形圖案之複數個第二導體線。此配置係用於抑制雲紋圖案。電極係用於一觸控螢幕裝置中。參考圖17，此先前技術設計包含配置於一微圖案156中之微線150，其中微線150以一角度定向至水平之第一透明電極130及垂直之第二透明電極132之方向。水平第一透明電極130經形成於與垂直第二透明電極132相反之
一透明基板之一側上。
圖16之結構具有第一透明基板122及第二透明基板126及一介電層124。在一些應用中，在一單一透明基板之相同側上形成水平第一透明電極130及垂直第二透明電極132兩者有助於減小結構之厚度。然而，在此一應用中，若第一透明電極130及第二透明電極132包含形成於在單一透明基板上方塗佈之一層中之壓印微線，則難以將微線150(圖17)電連接至單一透明基板外部之線134(圖16)。
因此，需要為具有在一刻印微線微圖案中之微線之透明電極提供減小之厚度及電連接之替代基板及多層微線結構。
根據本發明，一多層微線結構包括：一基板，其具有一基板邊緣；一第一層，其形成於基板上方而延伸至一第一層邊緣；一或多個第一微通道，其等刻印於第一層中，至少一個刻印第一微通道具有在第一層中形成一曝露之第一連接墊之至少一部分之一微線；一第二層，其形成於第一層上方而延伸至一第二層邊緣；一或多個第二微通道，其等刻印於第二層中，至少一個刻印第二微通道具有在第二層中形成一曝露之第二連接墊之至少一部分之一微線；其中對於第二層邊緣之至少一部分，第二層邊緣比第一層邊緣與基板邊緣相距更遠，使得第一連接墊透過第二層曝露。
本發明提供具有減小之厚度及改良之電連接性之一多層微線結構。
5‧‧‧多層微線結構
10‧‧‧基板
12‧‧‧基板邊緣
13‧‧‧第二基板邊緣
20‧‧‧第一層
22‧‧‧第一層邊緣
24‧‧‧第一連接墊
30‧‧‧第二層
32‧‧‧第二層邊緣
34‧‧‧第二連接墊
40‧‧‧第三層
42‧‧‧第三層邊緣
44‧‧‧第三連接墊
50‧‧‧微線
52‧‧‧微線電極
52A‧‧‧水平微線電極
52B‧‧‧垂直微線電極
54‧‧‧電母線
56‧‧‧微圖案
60‧‧‧微通道
62‧‧‧第一微通道
64‧‧‧第二微通道
70‧‧‧電連接器
72‧‧‧導電材料
74‧‧‧第一線
76‧‧‧第二線
80‧‧‧切割線
100‧‧‧顯示系統及觸控螢幕
110‧‧‧顯示器
120‧‧‧觸控螢幕
122‧‧‧第一透明基板
124‧‧‧透明介電層
126‧‧‧第二透明基板
128‧‧‧第一墊區域
129‧‧‧第二墊區域
130‧‧‧第一透明電極
132‧‧‧第二透明電極
134‧‧‧線
136‧‧‧電母線連接
140‧‧‧觸控螢幕控制器
142‧‧‧顯示控制器
150‧‧‧微線
156‧‧‧微圖案
200‧‧‧提供基板之步驟
205‧‧‧形成第一層之步驟
210‧‧‧刻印第一層微通道之步驟
215‧‧‧固化第一層微通道之步驟
220‧‧‧沈積第一層微通道中之導電墨水之步驟
225‧‧‧固化第一層微通道中之導電墨水之步驟
305‧‧‧形成第二層之步驟
310‧‧‧刻印第二層微通道之步驟
315‧‧‧固化第二層微通道之步驟
320‧‧‧沈積第二層微通道中之導電墨水之步驟
325‧‧‧固化第二層微通道中之導電墨水之步驟
400‧‧‧附接連接器之步驟
D1‧‧‧距離
D2‧‧‧距離
D3‧‧‧距離
T1‧‧‧厚度
T2‧‧‧厚度
x‧‧‧x維
y‧‧‧y維
當結合下列描述及圖式將更瞭解本發明之以上及其他特徵及優
點，其中相同元件符號已用於指示共用於該等圖之相同特徵，且其中：圖1係根據本發明之一實施例之一多層微線結構之一透視圖；圖2係對應於圖1之根據本發明之一實施例之一多層微線結構之一橫截面圖；圖3係有助於本發明之實施例之一微線微圖案之一平面圖；圖4A係有助於本發明之實施例之一基板上之一層中形成之一微通道之一透視圖；圖4B係有助於本發明之實施例之一基板上之一層中形成之一微通道中之一微線之一透視圖；圖5A及5B係本發明之一實施例之透視圖；圖6至圖10係本發明之各種實施例之透視圖；圖11係具有重疊、正交電極之本發明之一實施例之一透視圖；圖12A至圖12D係具有一連接器之本發明之實施例之橫截面圖；圖13係本發明之另一實施例之一透視圖；圖14係繪示根據本發明之一實施例之一方法之一流程圖；圖15係有助於形成本發明之一實施例之一刻印結構之一透視圖；及圖16係根據先前技術之一觸控螢幕及一顯示器之一透視圖；及圖17係根據先前技術之微線電極之一平面圖。
由於圖中各種元件之大小中之變化太大而不允許按比例描繪，故該等圖並非係按比例繪製。
本發明係關於形成於一基板上方之微通道中之導電微線之多個層。層結構促進微線與其上形成多層微線結構之基板外部之電組件之間的電連接，而提供改良之連接性及可製造性。
參考本發明之一實施例中之圖1之透視圖及圖2之橫截面圖，一多層微線結構5包含具有一基板邊緣12之一基板10。一第一層20經形成於基板10上方且延伸至一第一層邊緣22。一第二層30經形成於第一層20上方且延伸至一第二層邊緣32。如在圖2中展示，一或多個第一微通道62經刻印於第一層20中。至少一個刻印第一微通道62具有一微線50，其在第一層20中形成一曝露之第一連接墊24之至少一部分。至少一個第二微通道64經刻印於第二層30中。至少一個刻印第二微通道64具有一微線50，其在第二層30中形成一曝露之第二連接墊34之至少一部分。第一層邊緣22與基板邊緣12相距一距離D1。第二層邊緣32與基板邊緣12相距一距離D2。對於第二層邊緣32之至少一部分，D2大於D1，使得第一連接墊24透過第二層30曝露。
在一實施例中，第一連接墊24經電連接至電母線54或微線電極52(圖1)。同樣地，第二連接墊34經電連接至電母線54或微線電極52。在其他實施例中，亦參考圖3，微線50之一微圖案56經電互連以形成明顯透明之第一連接墊24或第二連接墊34、微線電極52或電母線54。對於第一連接墊24或第二連接墊34、微線電極52或電母線54，微圖案56係相同或不同的。在至少一項實施例中，用於第一連接墊24或第二連接墊34或電母線54之微線50之微圖案56具有大於用於微線電極52之微線50之微圖案56之一空間密度。在其他實施例中，第一連接墊24或第二連接墊34或電母線54具有比微線電極52更寬之微線，或具有導電材料之填充區域。在一實施例中，第一連接墊24或第二連接墊34係一單一微線，且第一連接墊24或第二連接墊34係一固體電導體。
參考圖4A，第一層20經形成於基板10上方，且一微通道60經刻印於第一層20中。參考圖4B，在基板10上之第一層20中用一微線50填充微通道60。類似地，微線50經形成於刻印於第二層30(未展示)中之微通道60中。由於微線50可填充微通道60，故難以在圖中區分其
等。因此用箭頭指示微通道60且用引線指示微線50。
如在圖1之實施例中展示，第一連接墊24經配置於與基板邊緣12相鄰之一共同列中。此處相鄰意指無其他連接墊係在第一連接墊24與基板邊緣12之間。第二連接墊34亦在與基板邊緣12相反之第一連接墊24之一側上相鄰於第一連接墊24之一共同列中，使得第一連接墊24係在基板邊緣12與第二連接墊34之間。
如在圖1中所繪示，在一實施例中，第一層20具有一直邊緣或第二層30具有一直邊緣。在多層微線結構5之一替代實施例中，參考圖5A及圖5B。在第一層20中之第一連接墊24與在第二層30中之第二連接墊34兩者經配置與基板10之基板邊緣12相鄰。第一層20具有與基板邊緣12重合之一直第一層邊緣22。如在圖5A中展示，第二層30具有一鋸齒形第二層邊緣32，且第一連接墊24沿基板邊緣12與第二連接墊34在一列中交替。微線50經電連接至第一連接墊24及第二連接墊34。圖5B係鋸齒形第二層邊緣32之一細節，且用虛隱線繪示鋸齒形第二層邊緣32之結構及至第一連接墊24之微線50連接。參考圖6，在對應之第一層20及第二層30中連接至微線50之第一連接墊24與第二連接墊34兩者經配置在一列中與基板10之基板邊緣12相鄰，但並不交替。反而，第一連接墊24係在列之一端而第二連接墊34係在列之另一端。第一層邊緣22係與基板邊緣12重合，且第二層邊緣32僅在基板邊緣12之一部分與基板邊緣12重合。
在圖1之實施例中，第一連接墊24形成一第一列，且第二連接墊34形成一第二、不同之列。第一連接墊24及第二連接墊34經對準使得對應之第一連接墊24及第二連接墊34形成與基板邊緣12正交之一線。在圖7中所繪示之一替代實施例中，在第一層20上之第一連接墊24形成與第一層邊緣22相鄰之一第一列，且在第二層30上之第二連接墊34形成與第二層邊緣32相鄰之一第二、不同之列，但第一連接墊24及第
二連接墊34經偏移使得第一連接墊24及第二連接墊34沿基板10之基板邊緣12交替且對應之第一連接墊24及第二連接墊34並不形成與基板邊緣12正交之一線。
在圖5A、圖6及圖7之實施例中，第一層邊緣22係與基板邊緣12重合。在圖1及圖8中所繪示之一替代實施例中，第一層邊緣22並不與基板邊緣12重合。此外，在圖5A及圖6之實施例中，第二層邊緣32之一部分係與第一層邊緣22重合。替代性地，如在圖1及圖7中所展示，第二層邊緣32之任一者均不與第一層邊緣22重合。參考圖8，第一層20之第一層邊緣22並不與基板10之基板邊緣12重合且第二層30之第二層邊緣32僅部分與第一層邊緣22重合。參考圖9，第一層20之第一層邊緣22係與基板10之基板邊緣12重合且第二層30之第二層邊緣32僅部分與第一層邊緣22重合。在圖8及圖9中，第一連接墊24及第二連接墊34在一單一列中交替。
參考圖10，在本發明之又一實施例中，基板10具有按不同於基板邊緣12之一方向延伸之一第二基板邊緣13。第一連接墊24經配置於與基板邊緣12相鄰之一列中，且第二連接墊34經配置於與第二基板邊緣13相鄰之一列中。在此一實施例中，第二層30之第二層邊緣32之一部分平行於基板邊緣12延伸，且第二層30之第二層邊緣32之另一部分平行於第二基板邊緣13延伸。第一層20及第一層邊緣22經展示為與基板邊緣12及第二基板邊緣13重合，但可自基板邊緣12或第二基板邊緣13之任一者插入(未展示)。
如在圖11之多層微線結構5中展示，第一連接墊24及第二連接墊34之配置及第一層20及第二層30之結構係有助於將外部控制裝置連接至微線電母線54之一配置。如在圖11中展示，第一層20及第二層30經形成於基板10上。沿與基板邊緣12重合之第一層邊緣22形成第一連接墊24。沿鋸齒形第二層邊緣32形成第二連接墊34形成連接墊之一單一
列。微線電母線54經連接至在第二層30下方之第一層20上方之水平微線電極52A，且微線電母線54經連接至在第二層30上方之垂直微線電極52B。水平微線電極52A按與垂直微線電極52B正交之一方向延伸。在水平微線電極52A與垂直微線電極52B重疊或接近相鄰之處，形成有助於一電容式觸控螢幕之電容器。在本發明之其他實施例中，對應於微線電母線54之母線及對應於水平微線電極52A及垂直微線電極52B之電極包含透明導體且不必要包含微線50。本發明包含此等實施例。在其他實施例中，本發明之微線50及第一連接墊24及第二連接墊34係用於提供外部電連接至各種電路及電導體之配置。
所繪示之各種邊緣結構及第一連接墊24及第二連接墊34之配置係有助於致能與基板10及形成於基板上之結構外部之纜線之各種電互連。在具有配置於一單一列中之第一連接墊24及第二連接墊34之實施例中，(例如)一帶狀纜線中之連接點之一單一列經附接至第一連接墊24及第二連接墊34(例如，如在圖6、圖8及圖9中)。在具有配置於單獨列中之第一連接墊24及第二連接墊34之實施例中，連接線之一雙列經附接至第一連接墊24及第二連接墊34(例如，如在圖1及圖7中)。在具有沿單獨基板邊緣配置之第一連接墊24及第二連接墊34之實施例中，單獨纜線經電連接至第一連接墊24及第二連接墊34之單獨列(例如，如在圖10中)。
參考圖12A、圖12B、圖12C及圖12D，對應於圖7之本發明之實施例之橫截面繪示基板10，其具有第一層20及第二層30且具有基板邊緣12、第一層邊緣22及第二層邊緣32。第一連接墊24經形成於第一層20上，且第二連接墊34經形成於第二層30上。如在圖12B、圖12C及圖12D中展示，包含多個第一線74及第二線76之一電連接器70(例如，一帶狀纜線)用一導電材料(例如藉由使用焊料、黏著劑導體或異向性導體)而電連接至第一連接墊24及第二連接墊34。至少一個第一
線74經電連接至第一連接墊24之一者且至少一個第二線76經電連接至第二連接墊34之一者。
在圖12B中，電連接器70係一順應式、可壓縮或可撓性電連接器70，其觸摸在第一層20上之第一連接墊24與在第二層上之第二連接墊34兩者。參考圖12C，電連接器70不必要係順應式、可壓縮或可撓性的，且可維持一剛性、平坦之表面。在此一配置中，在電連接器70之第一線74與在第一層20上之第一連接墊24之間的一導電材料72之厚度T1係大於在電連接器70之第二線76與在第二層30上之第二連接墊34之間的一導電材料72之厚度T2。因此，在一實施例中，第一線74用具有一第一厚度T1之一導電材料電連接至第一連接墊24，第二線76用具有一第二厚度T2之導電材料電連接至第二連接墊34，且第一厚度T1係大於第二厚度T2。在圖12D中，電連接器70不必要係順應式、可壓縮或可撓性的，且可維持一剛性、平坦之表面，但第一層20及第二層30或基板10係可撓性、可壓縮或順應式的，且經變形以將具有電連接器70之第一線74及第二線76之第一連接墊24與第二連接墊34對準。在圖12B至圖12D中所繪示之電連接器70之各種配置可與在圖中繪示之各種第一連接墊24及第二連接墊34及第一層20及第二層30之結構一起使用以將外部電組件連接至形成於基板10上方之電結構。
在本發明之另一實施例中且如在圖13中繪示，多層微線結構5進一步包含延伸至形成於第二層30及第一層20上方之一第三層邊緣42之一第三層40，第三層40具有形成複數個曝露之第三連接墊44之刻印微線50。對於第一層邊緣22或第二層邊緣32之至少一部分，第三層邊緣42係比第一層邊緣22或第二層邊緣32與基板邊緣12相距更遠以曝露第一連接墊24及第二連接墊34。如在圖13中繪示，第三層邊緣42與基板邊緣12相距一距離D3，D3係大於第二層邊緣32與基板邊緣12相距之距離D2及第一層邊緣22與基板邊緣12相距之距離D1。
如在圖13中展示，第三層邊緣42係比第一層邊緣22及第二層邊緣32與基板邊緣12相距更遠。在圖13中，所有第三層邊緣42係比所有第一層邊緣22及所有第二層邊緣32與基板邊緣12相距更遠。在另一實施例中(未展示)，僅第三層邊緣42之一部分係比第一層邊緣22或第二層邊緣32之至少一部分與基板邊緣12相距更遠(舉例而言具有一鋸齒形邊緣)。
根據在圖14中繪示之本發明之另一實施例，製作一多層微線結構5之一方法包含在步驟200中提供具有一基板邊緣12之一基板10。在步驟205中，於基板10上方形成延伸至一第一層邊緣22之一第一層20。在步驟210中，一於第一層20中刻印或多個第一微通道62。在步驟215中，固化第一層20中之一或多個第一微通道62。在步驟220中，將導電墨水沈積於第一微通道62中且固化(步驟225)以在至少一個刻印第一微通道62中形成微線50。第一微線50在第一層20中形成一曝露第一連接墊24之至少一部分。
在步驟305中，於第一層20上方形成延伸至一第二層邊緣32之一第二層30。在步驟310中，於第二層30中刻印一或多個第二微通道64且在步驟315中固化。在步驟320中，將導電墨水沈積於第二微通道64中且固化(步驟325)以在至少一個刻印第二微通道62中形成微線50。第二微線50在第二層30中形成一曝露第二連接墊34之至少一部分。對於第二層邊緣22之至少一部分，第二層邊緣32係比第一層邊緣22與基板邊緣12相距更遠，使得第一連接墊24透過第二層30曝露。
在步驟400中，一電連接器70經附接且經電連接至第一連接墊24及第二連接墊34。
根據本發明之各種實施例中，第一連接墊24及第二連接墊34經形成於一共同列中或沿基板邊緣12而形成。第一層20或第二層30經形成具有直邊緣；替代地，第二層經形成具有一鋸齒形邊緣。在一實施
例中，第一連接墊24經形成於與基板邊緣12相鄰之一列中，且第二連接墊34經形成於與第一連接墊24相鄰之一列中，使得第一連接墊24係在基板邊緣12與第二連接墊34之間。在另一實施例中，第一連接墊24經形成彼此相鄰且第二連接墊34經形成彼此相鄰或第一連接墊24及第二連接墊34交替形成於一列中。
在各種實施例中，第二連接墊34經形成與第一連接墊24對準，或經形成自第一連接墊24偏移。
在其他實施例中，第一層邊緣22經形成與基板邊緣12重合或經形成而不與基板邊緣12重合。在一實施例中，第二層邊緣22之一部分經形成與基板邊緣12重合。替代地，基板10具有按不同於基板邊緣12之一方向延伸之一第二基板邊緣13，且第一連接墊24經形成於與基板邊緣12相鄰之一列中，且第二連接墊34經形成於與第二基板邊緣13相鄰之一列中。
在本發明之一實施例中，提供包含多個第一線及第二線之一電連接器70。至少一個第一線經電連接至第一連接墊24之一者，且至少一個第二線經電連接至第二連接墊34之一者。電連接器70可係一帶狀纜線或一撓性連接器。電連接器70可係可撓性、可壓縮或順應式的。替代地或另外，基板10、第一層20或第二層30係可撓性、可壓縮或順應式的。
在另一實施例中，一第一線74用具有一第一厚度之一導電材料電連接至一第一連接墊24，且一第二線76用具有一第二厚度之導電材料電連接至一第二連接墊34。第一厚度係大於第二厚度。
在一實施例中，延伸至一第三層邊緣42之一第三層40經形成於第二層30上方，微通道60經刻印於第三層40中且微線50經形成於微通道60中以在第三層40中形成複數個曝露第三連接墊44。對於第一層邊緣22或第二層邊緣32之至少一部分，第三層邊緣42係比第一層邊緣22
或第二層邊緣32與基板邊緣12相距更遠以曝露第一連接墊24及第二連接墊34。在一實施例中，第三層邊緣42係比第一層邊緣22及第二層邊緣32與基板邊緣12相距更遠。
在本發明之一項實施例中，用一刻印印模來界定第二層30之第二層邊緣32，該刻印印模用於刻印微通道60之一共同步驟中。在參考圖15之另一實施例中，在一第一步驟中刻印第二層30以透過第二層30曝露在基板10上之第一層20中之第一連接墊24，同時將形成具有第二連接墊34之第二層30之材料留在基板邊緣12處。在一第二步驟中，(例如)藉由沿切割線80切割或研磨基板10之邊緣而移除基板10及第二層30之邊緣之材料，以形成一新的基板邊緣12(如在圖7中所繪示)。取決於最終結構，自至少一個、兩個或三個邊緣移除材料。舉例而言，自三個側移除材料以形成圖7之結構，且僅自一個側移除材料以形成圖5A或圖9之結構。
有助於本發明之第一層20或第二層30可包含具有對於熱量或輻射(例如，紅外線、可見光或紫外輻射)敏感之交聯劑之一固化聚合物材料。聚合物材料可係以一液體形式應用之一可固化材料，其當交聯劑活化時硬化。當具有一倒置微通道結構之一模製裝置(諸如一刻印印模)經應用至塗佈於基板10上之液體可固化材料且在可固化材料中之交聯劑活化時，在第一層20或第二層30中之液體可固化材料經硬化為具有刻印微通道60之一固化層。液體可固化材料可包含一表面活化劑以輔助控制基板10上之塗佈。已知用於刻印塗佈之液體可固化材料以形成具有微通道60之固化層之材料、工具及方法。
有助於本發明之可固化墨水係已知的且可包含具有金屬顆粒(例如，導電奈米顆粒)之導電墨水。導電奈米顆粒可係金屬或具有一導電殼。導電奈米顆粒可係銀、可係一銀合金或可包含銀或其他金屬(諸如錫、鉭、鈦、金、銅或鋁，或其等之合金)。金屬顆粒可經燒結
以形成一金屬電導體。固化墨水可包含吸光材料(諸如碳黑、一染料或一顏料)。
以一液體形式提供之可固化墨水經沈積或定位於微通道60中。一旦沈積，則(例如)藉由加熱或曝露至輻射(諸如紅外線、可見光或紫外輻射)而固化導電墨水。固化程序去除液體載體且燒結金屬顆粒以形成一金屬電導體。可固化墨水硬化以形成組成微線50之固化墨水。舉例而言，具有導電奈米顆粒之一可固化導電墨水藉由塗佈第一層20或第二層30以填充微通道60而定位且經加熱以凝聚或燒結奈米顆粒，藉此形成導電微線50。已知用於塗佈液體可固化墨水以在微通道60中形成微線50之材料、工具及方法。
在一實施例中，一可固化墨水可包含在一液體載體(例如，一水溶液，其包含減小金屬顆粒之絮凝之表面活化劑、保濕劑、增稠劑、黏著劑或其他活性化學品)中之導電奈米顆粒。液體載體經定位於微通道60中且經加熱或乾燥以移除液體載體或用鹽酸處理，而留下經凝聚或燒結以在一層中形成一多孔電導體之導電顆粒之一多孔集合。因此，在一實施例中，可固化墨水經處理已改變其等之材料組成，(例如)在一液體載體中之導電顆粒並不導電，但在處理後形成一導電集合。
本技術中已知導電墨水，且其係市售的。在此等情況之任一者中，導電墨水或其他導電材料在其等經固化且任何所需處理完成後係導電的。沈積材料在圖案化前或在固化前不必要係導電的。如在本文中使用，一導電墨水係在任何最終處理完成後導電之一材料，且導電墨水不必要在微線50之形成程序中之任何其他點處係導電的。
根據本發明之各種實施例，基板10係具有一表面(其上形成一固化第一層20)之任何材料。基板10可係由(例如)一玻璃、金屬、塑膠或聚合物材料製成之一剛性或一可撓性基板，可係透明的，且可具有實
質上相對之平行及廣闊表面。基板10可包含有助於電容式觸控螢幕之一介電材料且可具有各種厚度(例如，10微米、50微米、100微米、1毫米或更多)。在本發明之各種實施例中，基板10經提供為一單獨結構或(例如)藉由在一底層玻璃基板上塗佈一聚合物基板層而塗佈於另一底層基板上。
基板10可係其他裝置之一元件，例如，一顯示器之蓋或基板或一觸控螢幕之一基板、蓋或介電層。在一實施例中，本發明之一基板10係足夠大以使一使用者(例如)使用一器具(諸如一尖筆)或使用一手指或手與之直接互動。本技術已知用於提供其上塗佈一單一可固化層之適當表面之方法。在一有用實施例中，基板10係實質上透明的，(例如)在電磁輻射之可見範圍中具有大於90%、80%、70%或50%之一透明度。
一微通道60係形成於基板10上或形成於基板10中之一槽、溝槽或通道，且可具有小於20微米(例如，10微米、5微米、4微米、3微米、2微米、1微米或0.5微米，或更小)之一橫截面寬度。如展示，微通道60可具有一矩形橫截面。其他橫截面形狀(例如梯形)係已知的且包含至本發明中。在橫截面中量測一層之寬度或深度。
在本發明之各種實施例中，微通道60或微線50具有小於或等於10微米、5微米、4微米、3微米、2微米或1微米之一寬度。在本發明之一實例且非限制實施例中，各微線50之寬度係自10微米至15微米、自5微米至10微米或自5微米至一微米。在一些實施例中，微線50可填充微通道60；在其他實施例中，微線50並不填充微通道60。在一實施例中，微線50係實心；在另一實施例中，微線50係多孔的。
本發明之導電微線50及方法係有助於製作透明微線電極之電導體及母線及一般而言(例如)如在電母線54中使用之電導體。可使用各種微圖案56且本發明並不限於任何一個圖案。微線50可間隔開，形成
單獨電導體，或交叉以形成基板10或第一層20或第二層30上或中之一網狀電導體。微通道60可係相同的或具有不同大小、深寬比或形狀。類似地，微線50可係相同的或具有不同大小、深寬比或形狀。微線50可係直的或彎曲的。
微線50可係金屬(例如銀、金、鋁、鎳、鎢、鈦、錫或銅)或包含(例如)銀、金、鋁、鎳、鎢、鈦、錫或銅之各種金屬合金。微線50可包含由高導電金屬(諸如金、銀、銅或鋁)組成之一薄金屬層。可使用其他導電金屬或材料。替代地，微線50可包含固化或燒結金屬顆粒(諸如鎳、鎢、銀、金、鈦或錫)或合金(諸如鎳、鎢、銀、金、鈦或錫)。導電墨水可用於用圖案狀沈積或圖案狀形成接著固化步驟而形成微線50。用於形成微線50之其他材料或方法(諸如包含金屬奈米顆粒之可固化墨水粉末)可被採用且包含至本發明中。
本發明之導電微線50可藉由透過第一連接墊24或第二連接墊34及電連接器70將微線50電連接至提供電流至微線50且可控制微線50之電特性之電路而操作。本發明之導電微線50係有助於(例如)觸控螢幕(諸如使用透明微線電極之投射電容式觸控螢幕)及顯示器。導電微線50可經定位於除顯示區域外之區域中(例如，在一觸控螢幕之顯示區域之周邊中)，其中顯示區域係一使用者透過其觀看一顯示之區域。
用於形成及提供基板及塗佈基板之方法及裝置係在光微影技術中已知。同樣地，用於佈置電極、導電跡線及連接器之工具與製造此等電子系統元件之方法一樣係在電子工業中已知。用於控制觸控螢幕及顯示器之硬體控制器及用於管理顯示器及觸控螢幕系統之軟體係為人熟知。此等工具及方法通常可經採用以設計、實施、構造及操作本發明。可與本發明一起使用用於操作電容式觸控螢幕之方法、工具及裝置。
本發明係有助於各種電子裝置。此等裝置可包含(例如)光伏打裝
置、OLED顯示器及照明、LCD顯示器、電漿顯示器、無機LED顯示器及照明、電泳顯示器、電潤濕顯示器、調光鏡、智慧窗、透明無線電天線、透明加熱器及其他觸控螢幕裝置(諸如電阻式觸控螢幕裝置)。
5‧‧‧多層微線結構
10‧‧‧基板
12‧‧‧基板邊緣
20‧‧‧第一層
22‧‧‧第一層邊緣
24‧‧‧第一連接墊
30‧‧‧第二層
32‧‧‧第二層邊緣
34‧‧‧第二連接墊
50‧‧‧微線
52‧‧‧微線電極
54‧‧‧電母線
D1‧‧‧距離
D2‧‧‧距離
Claims (20)
- 一種多層微線結構，其包括：一基板，其具有一基板邊緣；一第一層，其形成於該基板上方而延伸至一第一層邊緣；一或多個第一微通道，其等經刻印於該第一層中，至少一個刻印第一微通道具有在該第一層中形成一曝露之第一連接墊之至少一部分之一微線；一第二層，其形成於該第一層上方而延伸至一第二層邊緣；一或多個第二微通道，其等經刻印於該第二層中，至少一個刻印第二微通道具有在該第二層中形成一曝露之第二連接墊之至少一部分之一微線；及其中對於該第二層邊緣之至少一部分，該第二層邊緣係比該第一層邊緣與該基板邊緣相距更遠，使得該等第一連接墊透過該第二層曝露。
- 如請求項1之多層微線結構，其中該等第一連接墊及該等第二連接墊經配置於一共同列中。
- 如請求項1之多層微線結構，其中該等第一連接墊及該等第二連接墊係沿該基板邊緣而配置。
- 如請求項1之多層微線結構，其中該第二層具有一鋸齒形邊緣。
- 如請求項1之多層微線結構，其中該第二層具有一直邊緣。
- 如請求項1之多層微線結構，其中該等第一連接墊經配置於與該基板邊緣相鄰之一列中，該等第二連接墊經配置於與該等第一連接墊相鄰之一列中，且該等第一連接墊係在該基板邊緣與該等第二連接墊之間。
- 如請求項1之多層微線結構，其中該基板具有按與該基板邊緣不 同之一方向延伸之一第二基板邊緣，該等第一連接墊經配置於與該基板邊緣相鄰之一列中，且該等第二連接墊經配置於與該第二基板邊緣相鄰之一列中。
- 如請求項1之多層微線結構，其中該等第一連接墊係彼此相鄰且該等第二連接墊係彼此相鄰。
- 如請求項1之多層微線結構，其中該等第一連接墊及該等第二連接墊在一列中交替。
- 如請求項1之多層微線結構，其中該等第一連接墊係與該等第二連接墊對準。
- 如請求項1之多層微線結構，其中該等第一連接墊係自該等第二連接墊偏移。
- 如請求項1之多層微線結構，其中該第一層邊緣係與該基板邊緣重合。
- 如請求項1之多層微線結構，其中該第二層邊緣之一部分係與該基板邊緣重合。
- 如請求項1之多層微線結構，其進一步包含一連接器，其包含多個第一線及第二線，至少一個第一線經電連接至該等第一連接墊之一者且至少一個第二線經電連接至該等第二連接墊之一者。
- 如請求項1之多層微線結構，其中該連接器係一帶狀纜線。
- 如請求項1之多層微線結構，其中該連接器係可撓性、可壓縮或順應式的。
- 如請求項1之多層微線結構，其中該基板、該第一層或該第二層係可撓性、可壓縮或順應式的。
- 如請求項1之多層微線結構，其中一第一線用具有一第一厚度之一導電材料電連接至一第一連接墊，一第二線用具有一第二厚 度之該導電材料電連接至一第二連接墊，且該第一厚度係大於該第二厚度。
- 如請求項1之多層微線結構，其進一步包含形成於該第二層上方而延伸至一第三層邊緣之一第三層，該第三層具有包含形成複數個曝露第三連接墊之微線之經刻印之微通道；其中對於該第一層邊緣或該第二層邊緣之至少一部分，該第三層邊緣係比該第一層邊緣或該第二層邊緣與該基板邊緣相距更遠以曝露該等第一連接墊及該等第二連接墊。
- 如請求項19之多層微線結構，其中該第三層邊緣係比該第一層邊緣及該第二層邊緣與該基板邊緣相距更遠。
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