TW201525798A - 觸控屏及其製造方法 - Google Patents

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Abstract

一種觸控屏之製造方法，其包括以下步驟：於基板上形成一導電層；蝕刻該導電層以形成呈矩陣排列並相互絕緣之複數第一電極及複數第二電極，該複數第一電極與該複數第二電極間隔設置；於該導電層上形成複數絕緣層；採用噴墨印刷方法於相應之絕緣層上形成相互串接之複數導電環。本發明還提供採用上述製造方法形成之觸控屏。本發明之製造方法製程簡單，且加工效率較高。

Description

觸控屏及其製造方法
本發明涉及一種觸控屏，特別涉及一種具有單層導電層之觸控屏及其製造方法。
觸控屏之應用非常廣泛，而具有單層氧化銦錫（Single Indium Tin Oxide，SITO）結構之觸控屏因其厚度薄、製造成本較低，具有更廣闊之應用前景。SITO觸控屏通常包括一基板、形成於基板上之氧化銦錫膜，所述氧化銦錫膜經由蝕刻等方法形成大致呈矩陣排列之複數第一電極和複數第二電極。複數第二電極和複數第一電極間隔設置。於第一方向上同一列之複數第一電極之間電性連接。複數第二電極之間相互絕緣，為了於與第一方向交叉之第二方向上使得同一列之複數第二電極之間電性連接，通常於交叉點處採用金屬搭橋（bridge）之方式形成導線以電性連接相鄰之第二電極，如採用銀、銅等金屬導線進行金屬搭橋連接。
由於金屬導線於可見光波段之反射率較高，導致強光下目視明顯，所以需將金屬導線之寬度控制於10um以下。Bridge金屬導線一般藉由黃光微影（lithography）製程蝕刻形成，然黃光微影製程工序較為繁瑣；或藉由氣溶膠噴印(Aerosol jet)形成，然氣溶膠噴印速度較為緩慢，導致加工效率較低。
鑒於前述狀況，有必要提供一種製程較為簡單且加工效率較高之觸控屏及其製造方法。
一種觸控屏，其包括一基板、形成於該基板上之導電層、複數絕緣層及複數段橋接線，該導電層形成有呈矩陣排列之複數第一電極及複數第二電極，該複數第一電極與該複數第二電極間隔設置，沿第一方向排列之同一行第一電極之間相互電性連接，沿與該第一方向交叉之第二方向排列之同一列第二電極相互間隔，每一絕緣層形成於沿第二方向排列之同一列之相鄰之二該第二電極及沿第一方向排列之同一列之與該二第二電極相鄰之二第一電極上，並覆蓋該二第二電極之角部及該二第一電極之角部，每一橋接線形成於相應之絕緣層上並電性連接沿第二方向排列之相鄰之二第二電極。每一橋接線均包括相互串接之複數環形之導電環，每一導電環由摻雜有奈米導電材料之墨水於相應之絕緣層上噴印固化形成。
一種觸控屏之製造方法，其包括以下步驟：於基板上形成一導電層；蝕刻該導電層以形成呈矩陣排列並相互絕緣之複數第一電極及複數第二電極，該複數第一電極與該複數第二電極間隔設置，沿第一方向排列之同一行之複數第一電極之間相互電性連接，沿與該第一方向交叉第二方向排列之同一列之複數第二電極相互間隔；於該導電層上形成複數絕緣層，每一絕緣層覆蓋沿第一方向排列之同一行之相鄰之二第一電極之角部及沿第二方向排列之同一列之相鄰之二第二電極之角部；採用噴墨印刷方法於相應之絕緣層上形成相互串接之複數導電環。
本發明之觸控屏，採用加入奈米金屬顆粒之墨水，藉由噴印固化方法形成複數串接之導電環，且每一導電環之線寬為5um-10um，簡化了加工製程；且藉由噴墨技術初步形成導電環，提高了加工效率。。
圖1為本發明實施方式觸控屏之俯視圖。
圖2為圖1中II處之放大圖。
圖3為本發明實施方式觸控屏之製造方法流程圖。
請一併參閱圖1及圖2，本發明實施方式之觸控屏100包括基板10、形成於基板10表面上之導電層30、複數絕緣層50及複數段橋接線70。本發明實施方式中，基板10由透明之絕緣材料製成，其可採用透明玻璃、聚對苯二甲酸類塑膠（PET）等材料製成。
導電層30上形成有大致呈矩陣排列之複數第一電極32及複數第二電極34，複數第一電極32與複數第二電極34相互絕緣，且第一電極32及第二電極34按列相互交替排列。本發明實施方式中，第一電極32及第二電極34均大致呈菱形。第一電極32為驅動電極，且沿X軸方向排列之同一行第一電極32之間相互電性連接，以形成驅動電極列。第二電極34為感應電極，且沿Y軸方向排列之同一列第二電極34之間相互間隔，並藉由複數段橋接線70分別電性連接相鄰之第二電極34，以形成感應電極列。本實施方式中，導電層30藉由濺射鍍膜方法形成於基板10上，然後，藉由蝕刻導電層30形成複數第一電極32及複數第二電極34。導電層30為透明導電層，透明導電層之材質包括銦錫氧化物、銦鋅氧化物、鋁鋅氧化物或其他合適之氧化物。可理解，導電層30還可為金屬層，金屬層之材質包括金、銀、銅、鋁、鉬等。第一電極32也可為感應電極，而第二電極34為驅動電極。
每一絕緣層50形成於沿Y軸方向排列之同一列之相鄰之二第二電極34及沿X軸方向排列之同一行之與該二第二電極34相鄰之二第一電極32上，覆蓋該二第二電極34及該二第一電極32之角部。每一絕緣層50之形狀大致為矩形，寬度為100um-300μm，長度為300um-600μm。可理解，絕緣層50之形狀也可為圓形、長條形等，只要其能夠覆蓋該二第二電極34之角部及該二第一電極32之角部即可。本發明實施方式中，絕緣層50由噴墨印刷方法形成。絕緣層50由熱固型或UV型透明有機材料形成，如聚(4-乙烯基苯酚)、聚醯亞胺、以聚烯丙基醚和添加氟之聚氟烯丙基醚為代表之芳香醚、芳香碳化氫等。
每一段橋接線70形成於一絕緣層50上，且其二端由絕緣層50之邊緣延伸出來，分別電性連接沿Y軸方向排列之同一列之相鄰二第二電極34之角部。如此，複數段橋接線70將沿Y軸方向排列之同一列之複數第二電極34電性連接。橋接線70由複數環形之導電環72串接形成。導電環72由加入奈米金屬顆粒之墨水噴印形成。奈米金屬墨滴噴印至絕緣層50上，固化墨滴時，墨滴週緣之揮發速率高於其中心之揮發速率，使墨滴中心之墨水朝向其週緣流動，並使墨水中之奈米金屬顆粒沉澱於其週緣，從而形成一環形結構。依次噴印固化複數墨滴，使複數導電環72依次兩兩相接，再經高溫燒結後，複數導電環72即可電性連通相鄰之二第二電極34。
本實施方式中，橋接線70包括依次串接之五導電環72，導電環72之直徑為150um，線寬為5um-10um，厚度為300nm。可理解，導電環72之直徑可為50um-200um，此時絕緣層50之尺寸及橋接線70中導電環72之數量均相應改變，只要使橋接線70可電性連通相鄰之二第二電極34並與相鄰之二第一電極32相絕緣即可。橋接線70中導電環72之排列方式並不限於上述實施方式，橋接線70還可包括複數排串接之導電環72。導電環72之材質可為包含奈米金、奈米銀、奈米銅顆粒之奈米金屬墨水。可理解，導電環72之材質還可為其他含有非金屬導電顆粒之墨水，如碳奈米管或石墨烯等，只要能導電即可。
請一併參閱圖3，本發明之觸控屏100之製造方法包括以下步驟：
S1：於基板10上形成一層導電層30。本實施方式中基板10由透明之絕緣材質製成，如透明玻璃、石英、有機聚合物等，導電層30經由濺射鍍膜方法形成。
S2：蝕刻導電層30以形成大致呈矩陣排列之並相互絕緣之複數第一電極32及複數第二電極34，複數第一電極32與複數第二電極34間隔設置。本實施方式中，經由化學蝕刻方法形成第一電極32和第二電極34，沿X軸方向排列之同一行之複數第一電極32之間相互電性連接，而沿Y軸方向排列之同一列之複數第一電極32之間相互絕緣。複數第二電極34之間相互絕緣。
S3：於導電層30上形成複數絕緣層50，使每一絕緣層50覆蓋沿Y軸方向排列之同一列之相鄰之二第二電極34之角部及沿X軸方向排列之同一列之與該二第二電極34相鄰之二第一電極32之角部。本實施方式中，絕緣層50藉由噴墨印刷方法形成。可理解，絕緣層50並不局限於噴墨印刷方法形成，也可採用其他方法形成，如將絕緣薄膜貼附於導電層30上。
S4：採用噴墨印刷方法於相應之絕緣層50上形成橋接線70，並使其連接沿Y軸方向排列之同一列之相鄰二第二電極34。橋接線70包括串接之複數導電環72。
本實施方式中，採用奈米銀墨水，藉由噴墨印刷方法使橋接線70形成於相應之絕緣層50上。藉由噴墨印刷方法將墨滴噴印於絕緣層50上，再固化墨滴，墨滴週緣之揮發速率高於其中心之揮發速率，使墨滴中心之墨水朝向其週緣流動，並使墨水中之奈米銀顆粒沉澱於其週緣，從而形成導電環72。再依次噴印固化複數墨滴，以形成串接之複數導電環72。每一導電環72之線寬可控制於5um-10um。固化墨滴之方法可為室溫固化、高溫固化及UV固化等。可理解，還可採用奈米金墨水、奈米銅墨水等奈米金屬墨水或含石墨烯之納米非金屬墨水形成導電環72。
S5：高溫燒結橋接線70，使複數導電環72電性相通，從而使沿Y軸方向排列之同一列之複數第二電極34實現電性連接。高溫燒結使導電環72中之金屬顆粒形成緻密結構，從而使導電環72導通。當橋接線70之成分為含石墨烯等之非金屬材料時，橋接線70僅需低溫燒結或無需燒結。
本發明實施方式中，採用加入奈米金屬顆粒之墨水，藉由噴印固化方法形成複數串接之導電環72，且每一導電環72之線寬為5um-10um，簡化了加工製程；且藉由噴墨技術初步形成導電環72，提高了加工效率。
綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出申請專利。惟，以上該者僅為本發明之較佳實施例，舉凡熟悉本案技藝之人士，於爰依本發明精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下之如申請專利範圍內。
100‧‧‧觸控屏
10‧‧‧基板
30‧‧‧導電層
32‧‧‧第一電極
34‧‧‧第二電極
50‧‧‧絕緣層
70‧‧‧橋接線
72‧‧‧導電環
無

Claims (10)

  1. 一種觸控屏，其包括一基板、形成於該基板上之導電層、複數絕緣層及複數段橋接線，該導電層形成有呈矩陣排列之複數第一電極及複數第二電極，該複數第一電極與該複數第二電極間隔設置，沿第一方向排列之同一行第一電極之間相互電性連接，沿與該第一方向交叉之第二方向排列之同一列第二電極相互間隔，每一絕緣層形成於沿第二方向排列之同一列之相鄰之二該第二電極及沿第一方向排列之同一列之與該二第二電極相鄰之二第一電極上，並覆蓋該二第二電極之角部及該二第一電極之角部，每一橋接線形成於相應之絕緣層上並電性連接沿第二方向排列之相鄰之二第二電極，其改良於：每一橋接線均包括相互串接之複數環形之導電環，每一導電環由摻雜有奈米導電材料之墨水於相應之絕緣層上噴印固化形成。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之觸控屏，其中每一絕緣層均為矩形，其寬度為100um-300um，長度為300um-600um，每一橋接線包括五導電環，每一導電環之直徑為150um。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之觸控屏，其中每一導電環之線寬為5um-10um。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之觸控屏，其中每一導電環之材質為奈米金墨水、奈米銀墨水及奈米銅墨水中之一種或多種。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之觸控屏，其中每一導電環之材質為碳奈米管和石墨烯中之一種或多種。
  6. 一種觸控屏之製造方法，其包括以下步驟：
    於基板上形成一導電層；
    蝕刻該導電層以形成呈矩陣排列並相互絕緣之複數第一電極及複數第二電極，該複數第一電極與該複數第二電極間隔設置，沿第一方向排列之同一行之複數第一電極之間相互電性連接，沿與該第一方向交叉第二方向排列之同一列之複數第二電極相互間隔；
    於該導電層上形成複數絕緣層，每一絕緣層覆蓋沿第一方向排列之同一行之相鄰之二第一電極之角部及沿第二方向排列之同一列之相鄰之二第二電極之角部；
    採用噴墨印刷方法於相應之絕緣層上形成相互串接之複數環形之導電環。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之觸控屏之製造方法，其中形成該複數絕緣層之方法為噴墨印刷方法。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之觸控屏之製造方法，其中形成該複數導電環之步驟為，藉由噴墨印刷技術依次將墨滴滴於相應之絕緣層上，固化該墨滴使墨滴中心之墨水朝向其週緣流動，從而形成相互串接之複數環形之導電環。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之觸控屏之製造方法，其中固化該墨滴採用之固化方法為高溫固化、室溫固化及UV固化中之一種或多種。
  10. 如申請專利範圍第6項所述之觸控屏之製造方法，其中當該導電環由包含有奈米金屬顆粒之墨水噴印形成時，還包括高溫燒結該複數導電環之步驟。
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