TW201531892A - 觸控面板及其製造方法 - Google Patents

Abstract

本發明係有關於一種觸控面板之製造方法，其包含：提供一透明基材，逐層或同時形成一透明導電層與一金屬層於該透明基材上並將其圖案化以形成複數個第一感測串列、複數個第二感測墊以及端子線路，形成一絕緣層於複數第一感測串列以及複數第二感測墊上，並圖案化該絕緣層。又以噴墨法分別於絕緣層上形成複數個第二橋接線。本發明所使用之噴墨的材質可選用奈米銀、石墨烯或奈米碳管。另外，本發明亦提供一種觸控面板，其所包含之奈米導線之材質為奈米銀線、奈米銅合金線、石墨烯或奈米碳管。

Description

觸控面板及其製造方法

本發明係關於一種觸控面板及其製造方法。

目前常見之投射電容式觸控面板(Projective Capacitive Touch Panel)的結構中，大致上可分為：玻璃/薄膜/薄膜(Glass/Film/Film)，玻璃/薄膜(Glass/Film)，單玻璃解決方案(One Glass Solution，OGS)，以及單薄膜解決方案(One Film Solution，OFS)等。在觸控電極的布局設計上，常見為單層雙軸向觸控感測結構(Single ITO，SITO)，或是單層上下雙面觸控感測結構(Double ITO，DITO)。而在SITO結構中，為使X/Y軸向電極跨接(橋接)而不產生信號短路，通常在軸向串列的橋接處設計絕緣層，並在絕緣層上在形成橋接導線，使觸控信號得以傳遞，並使X/Y的軸向的觸控感測電極不致產生干擾誤判。

在前述觸控面板之製造過程中，經常使用鍍膜製程(金屬層或透明導電層)，搭配黃光製程(例如，微影蝕刻)之塗布、曝光、顯影、蝕刻、去光阻等步驟製造投射電容式觸控面板的單層雙軸向觸控感測結構之架橋導線，即橋接導線。

然而，一般傳統製法的圖案化過程步驟複雜，製造成本較高，並且進行多道的黃光製程後，蝕刻穩定度與蝕刻控制的品質不易控制，且金屬鍍膜後，黃光製程製作出的金屬架橋耐彎折性差，使觸控面板的良率受影響。

綜上所述，現行之觸控面板之製造過程仍具有眾多缺陷，實待一良好的解決方案予以克服。

有鑑於前述觸控面板於製程上的缺點，本發明人等致力於研究觸控面板之製造方法。

本發明提供一種觸控面板之製造方法，其包括以下步驟：首先，提供一透明基材；接著，形成一透明導電層於透明基材之上；又，圖案化透明導電層，而形成複數第一感測串列和複數第二感測墊於透明基材，其中複數第一感測串列具有複數第一感測墊和複數第一橋接線，且複數第一感測墊係以陣列方式排列，複數第一橋接線於一第一方向電性連接複數第一感測墊，以及複數第二感測墊係以陣列方式排列，複數第二感測墊與複數第一感測墊相互交錯；接著，形成絕緣層於複數第一感測串列以及複數第二感測墊上，並圖案化絕緣層，使複數第一橋接線之上保留有絕緣層；以及，形成複數第二橋接線於絕緣層之上，第二橋接線為奈米導線，複數奈米導線與於一第二方向與相鄰之複數第二感測墊電性連接形成複數第二感測串列。

本發明亦提供另一種觸控面板的製造方法， 其包括以下步驟：首先，提供一透明基材；且，依次形成一透明導電層以及一金屬層於透明基材之上；接著，圖案化金屬層和透明導電層，以形成具有金屬層之複數第一感測串列、複數第二感測墊和至少一端子線路，其中複數第一感測串列分別具有複數第一感測墊和複數第一橋接線，且複數第一感測墊以陣列方式排列，而複數第一橋接線係於一第一方向電性連接複數第一感測墊，複數第二感測墊係以陣列方式排列，複數第二感測墊並與複數第一感測墊相互交錯；再者，移除複數第一感測串列和複數第二感測墊上之該金屬層；接著，形成絕緣層於複數第一感測串列以及複數第二感測墊上，並圖案化絕緣層，使複數第一橋接線之上保留有絕緣層；以及，形成複數第二橋接線於該絕緣層之上，第二橋接線即為奈米導線，而複數奈米導線於一第二方向與複數第二感測墊電性連接，形成複數第二感測串列，至少一端子線路連接複數第一感測串列與複數第二感測串列。

據此，如上所述，本發明所提供之觸控面板的製造方法，其藉由奈米導線所構成之第二橋接線，而具有極佳的導電性，且可顯著地降低觸控面板之製造成本，又可省略製程步驟(例如，塗布後之曝光以及蝕刻等)，並可降低蝕刻控制困難度、以及提高觸控面板之生產良率。

較佳地，形成複數奈米導線之方法可為噴墨法、奈米微印法、微影蝕刻法、印刷法或其他等效之形成方法。再者，複數第二橋接線之材質可為奈米銀、奈 米銅合金線、石墨烯、奈米碳管、或其他之等效材質。其中，奈米銅合金線可更包括奈米鎳銅線、奈米鈷銅線、奈鈦銅線、奈米錫銅合金、或其他之等效材質。

較佳地，可於形成複數奈米導線於絕緣層上之後，更形成一抗反射層於複數奈米導線和端子線路之上。其中，抗反射層之材質可為深色導電材質，其主要用於降低金屬材質所造成之光反射，其可為ITO、TiN、TiAlCN、TiAlN、NbO、NbN、Nb₂O_x(其中3≦x≦5)、TiC、SiC或WC。當然，亦可為深色絕緣材質，例如可為CuO、CoO、WO₃、MoO₃、CrO、CrON、Nb₂O₅。

較佳地，形成端子線路之方式可使用印刷法，即印刷銀漿線路，抑或可使用銅製程、或其他的等效製程。另外，端子線路可更連接一軟性電路板。

較佳地，本發明所提供之方法可進一步地包括將控制晶片熱壓於端子線路之抗反射層上之步驟；以及進一步地包括於圖案化透明導電層之後形成黏著層於感測結構之上，接著裁切具有黏著層於感測結構表面之透明基材，以形成複數個片狀感測基材之步驟。較佳地，片狀感測基材係藉由黏著層黏著於硬質透明基板上。

較佳地，本發明所提供之方法可進一步地於形成複數個第二橋接線之後，形成透明絕緣保護層於感測結構之上。其中，本發明之透明絕緣保護層之材質可為二氧化矽(SiO₂)、有機絕緣材質、無機絕緣材質或光阻，其中光阻可為液態光阻或乾膜光阻，其對於防止感測結構之水氣入侵或氧化的保護相當優異。另外，本發明 之透明絕緣保護層可僅未覆蓋於端子線路與控制晶片電性連接的區域。

此外，本發明亦提供一種觸控面板，其主要可包括：一透明基材、複數第一感測串列、複數第二感測墊、複數絕緣墊、以及複數第二橋接線。其中，複數第一感測串列及複數第二感測墊位於透明基材上，其中複數第一感測串列包括複數第一感測墊和複數第一橋接線，複數第一感測墊係以陣列方式排列，複數第一橋接線於一第一方向電性連接複數第一感測墊，複數第二感測墊係以陣列方式排列並與複數第一感測墊相互交錯；再者，複數絕緣墊係位於複數第一感測串列之複數第一橋接線上；此外，複數第二橋接線係奈米導線，其位於複數絕緣墊之上，其中複數奈米導線於第二方向上與相鄰之複數第二感測墊電性連接，以形成複數第二感測串列。

101、201、301‧‧‧可撓式透明基材

102、202‧‧‧透明導電層

224‧‧‧第一感測墊

121、221、321‧‧‧第一感測串列

225、325‧‧‧第一橋接線

122、222、322‧‧‧第二感測墊

123、223、323‧‧‧第二感測串列

103、203‧‧‧金屬層

131、231、331‧‧‧端子線路

104、204‧‧‧絕緣層

105、205、305‧‧‧第二橋接線

24‧‧‧抗反射層

25‧‧‧黏著層

26‧‧‧透明絕緣保護層

304‧‧‧絕緣墊

4‧‧‧硬質透明基板

C‧‧‧控制晶片

D1‧‧‧第一方向

D2‧‧‧第二方向

第1A圖表示本發明製造方法第1實施例之觸控面板的俯視圖。

第1B圖表示本發明製造方法第1實施例之製造過程的剖面示意圖。

第2A圖表示本發明製造方法第2實施例之觸控面板的俯視圖。

第2B圖表示本發明製造方法第2實施例之製造過程的剖面示意圖。

第2C圖表示本發明製造方法第2實施例中將控制晶片熱壓於端子線路之示意圖。

第2D圖表示本發明製造方法第2實施例中於感測結構上形成透明絕緣保護層之示意圖。

第3圖表示本發明觸控面板一較佳實施例之剖面示意圖。

本發明進一步地以下列具體實施例詳細地示範說明。

<第1實施例>

請同時參見第1A圖、及第1B圖，其顯示本發明第1實施例之觸控面板製造方法，包括：提供一可撓式透明基材101，而可撓式透明基材101之材質例如可為聚對萘二甲酸乙二酯(polyethylene naphthalate，PEN)、聚對苯二甲二乙酯(polyethylene terephthalate，PET)、聚醚石風(Polyether sulfone，PES)、可撓式玻璃、聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethylmethacrylate，PMMA)、聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)或聚亞醯胺(polyimide，PI)之一，也可為上述材質之多層複合材料。再者，前述材質之上亦可形成有多層之透明堆疊結構之基材，而多層之透明堆疊結構例如可為抗反射層。

接著，形成透明導電層102於可撓式透明基材101上，而透明導電層102材質可為例如銦錫氧化物、氧化銦、氧化鋅、氧化銦鋅、摻雜有鋁之氧化鋅、以及摻雜有銻之氧化錫中之一或上述材質之混合物。

再者，圖案化透明導電層102以形成複數個第一感測串列121以及複數個第二感測墊122。其中，本步驟可利用一般微影(photolithography)與蝕刻(etching)等黃光製程來進行圖案化透明導電層102。

接著，形成一金屬層103於複數第一感測串列121以及複數第二感測墊122上，其中金屬層103之結構可為至少一層導電金屬層，或者多層導電金屬層。導電金屬層之材質可為銅合金、鋁合金、金、銀、鋁、銅、鉬等導電金屬或導電合金。另外，多層導電金屬層之結構，可為例如鉬層/鋁層/鉬層之堆疊結構，或者可為選自銅合金、鋁合金、金、銀、鋁、銅、鉬等導電金屬或導電合金之一種或多種材質而堆疊之多層導電金屬層結構。在本步驟中，金屬層103可使用物理氣相沉積法(PVD)、化學氣相沉積法(CVD)、或濺鍍法所形成。

並且，圖案化金屬層103形成複數端子線路131；同樣地，本步驟可利用一般微影(photolithography)與蝕刻(etching)等黃光製程來進行圖案化金屬層103。

接著，形成絕緣層104於複數第一感測串列121以及複數第二感測墊122上，並圖案化絕緣層104。其中，絕緣層104之材質可為二氧化矽、有機絕緣材質、無機絕緣材質或光阻，而可使用鍍膜製程來沉積。至於，圖案化絕緣層104同樣可採用一般微影(photolithography)與蝕刻(etching)等黃光製程。

最後，藉由噴墨法將導電油墨分別塗布於絕緣層104上以形成複數個第二橋接線105，其電性連接於 相鄰之二個第二感測墊122上，藉此形成複數第二感測串列123。本實施例所使用之導電油墨係指可印刷於非導電之基板上，使其具有傳導電流與排除靜電累積能力的油墨。導電油墨係由導電材料、黏合劑、溶劑及其他助劑所組成，其中導電材料可選擇奈米銀線、奈米銅合金線、石墨烯或奈米碳管，較佳為奈米銀線。然而，在本實施例中，導電油墨係含有奈米銀線，且所選用之奈米銀線的線徑範圍較佳為介於20至300奈米之間，更佳為20至50奈米之間，並藉由線徑越小其表面積越大之原理，故含有奈米銀之導電油墨對於各種基板的附著力亦強。

再且，本實施例所選用之奈米銀線於製備成噴墨法可使用之導電油墨時，其具有較低的燒結溫度，較佳為介於150℃至300℃之間，因此具有較傳統熔融金屬更佳的導電率。舉例來說，於燒結溫度240℃下之奈米銀之導電率為2.22×107(s/m)。同時，藉由此較低之燒結溫度，含有奈米銀的導電油墨可應用於玻璃轉化溫度(Tg)較低的基板上，例如：塑膠板、或可撓性基板等。

另外，如前所述，本實施例係藉由噴墨法將導電油墨來形成複數個第二橋接線105，其中所使用之噴墨法可依據不同實施條件而以熱泡式噴墨法或壓電致動式噴墨法來進行。例如，用於壓電致動式之噴墨可耐高溫，該噴墨不會因為高溫而汽化，可具有較佳的耐久性。然而，在本發明的其他實施例中，複數第二橋接線105(奈米導線)亦可以微影蝕刻法、奈米微印法或印刷法所製成。

此外，於本發明之另一實施例中，導電油墨亦可由奈米碳管來取代奈米銀線，其中奈米碳管可藉由電弧放電法、雷射蒸發法或有機氣相沉積法(Organic Chemical Vapor Deposition)所製成，當然也不以此為限，其他等效製程亦可運用於本實施例中。在此一實施例中，含有奈米碳管之導電油墨係一種奈米碳管溶液，同樣可藉由噴墨法沉積至導電薄膜或基板上而形成複數個第二橋接線105。

又，於本發明之又一實施例中，本發明之導電油墨亦可包含奈米碳管與銀之組合。其中，奈米碳管可為單壁(SWNTs)或多壁(MWNTs)之奈米碳管，較佳為單壁奈米碳管。當使用單壁奈米碳管時，該單壁奈米碳管與銀之比例可為1：1~5；而當使用多壁奈米碳管時，多壁奈米碳管與銀之比例可為1：1~100。據此，由於橋接線係以奈米銀線、奈米銅合金線、石墨烯或奈米碳管等材質所製成，因此第二橋接線105具有優異耐彎折性。

<第2實施例>

請同時參見第2A圖、及第2B圖，其顯示本發明之第2實施例之觸控面板製造方法，第2實施例與第1實施例差異之處在於第2實施例係先鍍膜透明導電層以及金屬層，再以黃光蝕刻圖案化，最後以噴墨法製造第二橋接線之方法。第2實施例之步驟依次為：(1)提供可撓式透明基材201；(2)依次形成透明導電層202以及金屬層203於可撓式透明基材201上； (3)圖案化透明導電層202以及金屬層203，以形成具有該金屬層203之複數第一感測串列221、複數第二感測墊222，其中複數第一感測串列221分別具有複數第一感測墊224和複數第一橋接線225，複數第一感測墊224以陣列方式排列，複數第一橋接線225係於一第一方向D1電性連接複數第一感測墊224，複數第二感測墊222係以陣列方式排列，複數第二感測墊222與複數第一感測墊224相互交錯；(4)移除位於複數第一感測串列221以及複數第二感測墊222上之金屬層203以形成端子線路231；(5)形成絕緣層204於複數第一感測串列221以及複數第二感測墊222上，並圖案化絕緣層204；(6)藉由噴墨法將導電油墨分別塗布於絕緣層204上以形成複數個第二橋接線205，即奈米導線，且每一第二橋接線205電性連接於相鄰之二個第二感測墊222上，藉此形成複數第二感測串列223。其中導電油墨係含有奈米銀以及該奈米銀之粒徑範圍係介於20至50奈米之間；(7)形成一抗反射層24於複數第二橋接線205和端子線路231之上，其可利用一般微影(photolithography)與蝕刻(etching)等黃光製程、或其他等效製程來形成，且抗反射層24主要可減少光線因折射率不同而被反射，進而增加光線的穿透率。其中，抗反射層24之材質可選用ITO、TiN、TiAlCN、TiAlN、NbO、NbN、Nb₂O_x(其中3≦x≦5)、TiC、SiC、WC、CuO、CoO、WO₃、MoO₃、CrO、CrON、或Nb₂O₅； (8)形成黏著層25於整個感測結構之上，接著裁切具有黏著層25於感測結構表面之可撓式透明基材201，並藉由黏著層25黏著於硬質透明基板4上。其中，黏著層25可用網板印刷、刷塗、噴塗、旋塗或浸漬形成，至於黏著層25之材料可為聚乙醯胺、聚奎寧、苯並環丁烯或其他等效之熱固性或熱塑性材料。

當然，上述的製程步驟(7)之後，亦可更包括一步驟，即將控制晶片C熱壓於端子線路231之抗反射層24上，如第2C圖所示。此外，於步驟(7)中，亦可以透明絕緣保護層26來取代抗反射層24，亦即形成透明絕緣保護層26於感測結構之上，如第2D圖所示，而透明絕緣保護層26主要用於防止水氣入侵而造成氧化。其中，透明絕緣保護層26之材質可為二氧化矽(SiO₂)、有機絕緣材質、無機絕緣材質或光阻，其中光阻可為液態光阻或乾膜光阻。

同樣地，本發明第2實施例之複數第二橋接線205之形成方式可採用微影蝕刻法、奈米微印法或印刷法來形成，而其中複數第二橋接線205之材質可為奈米銀線、奈米銅合金線、石墨烯、奈米碳管、或上述材質之組合。

據此，透過上述實施例之說明，本發明所提供之觸控面板之製造方法將賦予觸控面板之橋接線極佳的導電性，且可顯著地降低觸控面板之製造成本，又可省略製程步驟(例如，塗布後之曝光以及蝕刻等)，並可降低蝕刻控制困難度、以及提高觸控面板之生產良率。

請參見第3圖，其顯示一種利用本發明所提供之方法所製成的觸控面板。如圖中所示，複數第一感測串列321、複數第二感測墊322、及複數端子線路331形成於一可撓式透明基材301之上。其中，複數第一感測串列321包括複數第一感測墊(圖中未示出)和複數第一橋接線325，複數第一感測墊係以陣列方式排列，複數第一橋接線325於一第一方向(垂直於紙面之方向)電性連接複數第一感測墊，複數第二感測墊322係以陣列方式排列，複數第二感測墊322與複數第一感測墊相互交錯設置。

另外，圖3中另顯示有複數絕緣墊304，其係分別位於複數第一感測串列321之複數第一橋接線325上。此外，複數第二橋接線305係分別位於複數絕緣墊304之上。在本實施例之觸控面板中，複數第二橋接線305係為奈米導線，且複數第二橋接線305於一第二方向D2(請參考圖2A)與複數第二感測墊322電性連接，以形成複數第二感測串列323。

此外，雖然圖中僅顯示一端子線路331電性連接至一第二感測串列323，但實際上是具備多個端子線路331，且其一端分別連接複數第一感測串列321與複數第二感測串列323，其另一端則分別電性連接至一軟性電路板(圖中未示)。再者，本實施例之第二橋接線305為奈米導線，且其係以噴墨法、微影蝕刻法、奈米微印法或印刷法所製成。

其中，第二橋接線305之材質可為奈米銀線、奈米銅合金線、石墨烯或奈米碳管。據此，藉由前述方 法及材質所製成之第二橋接線305具有可撓性和不易斷裂之優點，在捲對捲製程中可具有提升觸控面板生產良率，並且使觸控面板具有較佳的彎曲性質。

上述實施例僅係為了方便說明而舉例而已，本發明所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限於上述實施例。

101‧‧‧可撓式透明基材

102‧‧‧透明導電層

121‧‧‧第一感測串列

122‧‧‧第二感測墊

103‧‧‧金屬層

131‧‧‧端子線路

104‧‧‧絕緣層

105‧‧‧第二橋接線

Claims (10)

1. 一種觸控面板之製造方法，其包括：提供一透明基材；形成一透明導電層於該透明基材之上；圖案化該透明導電層，以形成複數第一感測串列和複數第二感測墊，其中該複數第一感測串列具有複數第一感測墊和複數第一橋接線，該複數第一感測墊係以陣列方式排列，該複數第一橋接線於一第一方向電性連接相鄰之該複數第一感測墊，該複數第二感測墊係以陣列方式排列並與該複數第一感測墊相互交錯；形成並圖案化一絕緣層，使其至少局部地覆蓋於該複數第一橋接線之上；以及形成複數奈米導線於該絕緣層之上，該複數奈米導線與於一第二方向上電性連接相鄰之該複數第二感測墊，以形成複數第二感測串列。
2. 一種觸控面板之製造方法，其包括：提供一透明基材；依次形成一透明導電層以及一金屬層於該透明基材之上；圖案化該金屬層和該透明導電層，以形成具有該金屬層之複數第一感測串列、複數第二感測墊和至少一端子線路，其中該複數第一感測串列分別具有複數第一感測墊和複數第一橋接線，該複數第一感測墊以陣列方式排列，該複數第一橋接線係於一第一方向電 性連接相鄰之該複數第一感測墊，該複數第二感測墊係以陣列方式排列並與該複數第一感測墊相互交錯；移除該複數第一感測串列和該複數第二感測墊上之該金屬層；形成並圖案化一絕緣層，使其至少局部地覆蓋於該複數第一橋接線之上；以及形成複數奈米導線於該絕緣層之上，該複數奈米導線於一第二方向上電性連接相鄰之該複數第二感測墊，以形成複數第二感測串列，該至少一端子線路連接該複數第一感測串列與該複數第二感測串列。
3. 如申請專利範圍第1或2項所述觸控面板之製造方法，其中形成該複數奈米導線之方法為噴墨法、奈米微印法、微影蝕刻法或印刷法。
4. 如申請專利範圍第1或2項所述觸控面板之製造方法，其中該複數奈米導線之材質係選自於由奈米銀線、奈米銅合金線、石墨烯及奈米碳管所構成群組中之至少其一者。
5. 如申請專利範圍第4項所述觸控面板之製造方法，其中該奈米銅合金線更包括由奈米鎳銅線、奈米鈷銅線、奈鈦銅線及奈米錫銅合金所構成群組中之至少其一者。
6. 如申請專利範圍第1或2項所述觸控面板之製造方法，其中形成該複數奈米導線於該絕緣層上之後，更形成一抗反射層於該複數奈米導線之上。
7. 如申請專利範圍第6項所述觸控面板之製造方法，其中該反射層之材質為深色導電材質。
8. 一種觸控面板，其包括：一透明基材；複數第一感測串列和複數第二感測墊，其位於該透明基材上，其中該複數第一感測串列包括複數第一感測墊和複數第一橋接線，該複數第一感測墊係以陣列方式排列，該複數第一橋接線於一第一方向電性連接相鄰之該複數第一感測墊，該複數第二感測墊係以陣列方式排列並與該複數第一感測墊相互交錯設置；複數絕緣墊，其分別至少局部地佈設於該複數第一橋接線上；以及複數奈米導線，其分別佈設於該複數絕緣墊之上，該複數奈米導線於一第二方向上電性連接相鄰之該複數第二感測墊，以構成複數第二感測串列。
9. 如申請專利範圍第8項所述之觸控面板，其中該複數奈米導線之材質係選自於由奈米銀線、奈米銅合金線、石墨烯及奈米碳管所構成群組中之至少其一者。
10. 如申請專利範圍第8項所述之觸控面板，其中該複數奈米導線上分別包括一抗反射層。