TW201626192A - 薄膜式觸控感測器及其製備方法 - Google Patents

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Abstract

本發明係關於一種薄膜式觸控感測器，其中一分離層係在該觸控感測器之形成程序之前形成於一載體基板上；及一種製備該薄膜式觸控感測器之方法。根據本發明之薄膜式觸控感測器包括：一分離層；一電極圖案層，其經形成於該分離層上，且包括一感測電極與經形成於該感測電極之一端處之一襯墊電極；及一絕緣層，其經形成於該電極圖案層上，且被用作為一基底薄膜層。

Description

薄膜式觸控感測器及其製備方法
本發明係關於一種薄膜式觸控感測器。特定言之，本發明係關於：一種薄膜式觸控感測器，其藉由使一分離層形成於一載體基板上且接著實施該觸控感測器之形成程序而製備；及該薄膜式觸控感測器之製備方法。
各種電子裝置採用被視為下一代輸入技術之一觸控輸入模式。就此而言，已主動地進行諸多研究及發展以提供能夠應用於各種環境中且藉由觸控而準確地辨識輸入資訊之一觸控感測器。
例如，由於具有一觸控顯示器之電子裝置已聚焦於具有改良可攜性之一超輕型且低功率之薄膜式可撓顯示器作為下一代顯示器，所以需要可應用於該顯示器中之觸控感測器。
在可在不損害其性質之情況下彎曲、摺疊或捲收之一可撓基板上製備該可撓顯示器，且該可撓顯示器可呈一可撓LCD、一可撓OLED、電子紙等等之形式。
為將該觸控輸入模式應用於此一可撓顯示器，需要具有良好彎曲性、恢復性、可撓性及可伸展性之一觸控感測器。
可使用一薄膜式觸控感測器(例如包括嵌入一透明樹脂基板中之佈線之一佈線板)來製備該可撓顯示器。
可藉由包括以下步驟之一程序來製備該佈線板：使金屬佈線形成於一基板上；施加及烘乾用於覆蓋該金屬佈線且形成一透明樹脂基板之一透明樹脂溶液；及自該基板剝離該透明樹脂基板。
使有機釋放材料(諸如矽樹脂及氟樹脂)及無機釋放材料(諸如類鑽碳(DLC)之一薄膜及氧化鋯之一薄膜)預先形成於該基板之表面上以使剝離有效。
然而，該等無機釋放材料無法自該基板之表面有效地剝離該金屬佈線及該樹脂基板(該基板之表面上會殘留該金屬佈線及該樹脂基板之一部分)，同時該有機釋放材料可自該金屬佈線及該樹脂基板之表面露出。
即，不管是否使用該等釋放材料，均難以使該金屬佈線自該基板完全剝離。
韓國專利第10-1191865號揭示一種用於製備一可撓基板之方法，該可撓基板具有嵌入其內之金屬佈線，該方法包括：使一犧牲層、金屬佈線及一聚合物材料形成於一基板上；及藉由一溶劑或光來移除該犧牲層以自該基板剝離該金屬佈線及該聚合物材料。
然而，難以在一大尺寸產品中實施根據上述方法之該犧牲層之移除，且難以在無法在一高溫條件中實施之上述方法中使用各種基底薄膜。
本發明之一目的係提供：一種薄膜式觸控感測器，其中一分離層係在該觸控感測器之形成程序之前形成於一載體基板上且與該載體基板分離，使得該分離層可被用作為一層覆蓋佈線；及一種製備該薄膜式觸控感測器之方法。
本發明之另一目的係提供：一種薄膜式觸控感測器，其包括一 絕緣層，該絕緣層係形成於一透明導電層之圖案上，使得該絕緣層可被用作為一基底層；及一種製備該薄膜式觸控感測器之方法。
本發明之又一目的係提供：一種薄膜式觸控感測器，其係實施於一載體基板上以提供高清晰度及耐熱性(相較於已直接形成於一基底薄膜上之一習知觸控感測器)，且可應用各種基底薄膜；及一種製備該薄膜式觸控感測器之方法。
本發明之又一目的係提供：一種薄膜式觸控感測器，其中一分離層係形成於一載體基板上且其他組件層係形成於該分離層上，該薄膜式觸控感測器係在與該載體基板分離之後與一電路板貼附在一起；及一種製備該薄膜式觸控感測器之方法。
本發明之又一目的係提供：一種薄膜式觸控感測器，其無需在使一分離層與載體基板分離之後移除該分離層；及一種製備該薄膜式觸控感測器之方法。
本發明之又一目的係提供：一種薄膜式觸控感測器，其進一步包括分離層與絕緣層之間之一彈性控制保護層以因該分離層與該絕緣層之間之消除應力能力之一差異而抑制裂痕產生；及一種製備該薄膜式觸控感測器之方法。
本發明之目的不限於為上述目的，且熟習技術者將自以下描述瞭解本發明之其他未提及目的。
根據本發明之一態樣，提供一種薄膜式觸控感測器，其包括：一分離層；一電極圖案層，其經形成於該分離層上且包括一感測電極及形成於該感測電極之一端處之一襯墊電極；及一絕緣層，其經形成於該電極圖案層上且被用作為一基底薄膜層。
另外，該薄膜式觸控感測器可進一步包括經形成於該分離層與該電極圖案層之間之一保護層。
該絕緣層在25℃處可具有其與該保護層之間之300MPa或更小之一彈性模數差。
另外，該絕緣層在25℃處可具有其與該保護層之間之100MPa或更小之一彈性模數差。
此外，該薄膜式觸控感測器可進一步包括經形成於該襯墊電極之底部上之一襯墊圖案層。
在本發明中，該襯墊圖案層可係由選自由一金屬、一金屬奈米線、一金屬氧化物、碳奈米管、石墨烯、一導電聚合物及一導電油墨組成之群組中之至少一者形成。
該襯墊圖案層可由兩個或兩個以上導電層組成。
該絕緣層可經形成以覆蓋該電極圖案層且可使該絕緣層在與該電極圖案層接觸之表面的相對表面上平坦化。
另外，該絕緣層可具有1MPa至30MPa之一抗拉強度及100%至1000%之一伸長率。
此外，該絕緣層可係由選自由一可固化預聚合物、一可固化聚合物及一塑膠聚合物組成之群組中之至少一材料形成。
此外，該絕緣層可係由能夠薄膜化之一清漆型材料形成，且該清漆型材料可包括選自由聚矽氧烷、聚醯亞胺及聚胺基甲酸酯材料組成之群組中之至少一者。
該電極圖案層可為一透明導電層。
該透明導電層可係由選自由一金屬、一金屬奈米線、一金屬氧化物、碳奈米管、石墨烯、一導電聚合物及一導電油墨組成之群組中之至少一者形成。
該電極圖案層可進一步包括一橋電極。
該電極圖案層可由兩個或兩個以上導電層組成。
該分離層可經形成於一載體基板上且接著與該載體基板分離。
當該分離層與該載體基板分離時，其可具有1N/25mm或更小之一剝離強度。
另外，當該分離層與該載體基板分離時，其可具有0.1N/25mm或更小之一剝離強度。
在該分離層自該載體基板剝離之後，其可具有30mN/m至70mN/m之一表面能。
該分離層可具有其與該載體基板之間之10mN/m或更大之一表面能差。
該載體基板可係由一玻璃製成。
該分離層可係由一有機聚合物製成。
該有機聚合物可包括選自由聚醯亞胺、聚乙烯醇、聚醯胺酸、聚醯胺、聚乙烯、聚苯乙烯、聚降冰片烯、苯基馬來醯亞胺共聚物、聚偶氮苯、聚伸苯基苯二醯胺、聚酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚芳酯、肉桂酸酯聚合物、香豆素聚合物、苄甲內醯胺聚合物、查耳酮聚合物及芳族乙炔聚合物組成之群組中之至少一者。
該分離層可具有10nm至1000nm之一厚度。
該分離層可具有50nm至500nm之一厚度。
另外，該薄膜式觸控感測器可進一步包括與該襯墊電極電連接之一電路板。
該電路板可透過該分離層來與該襯墊電極連接。
該電路板可透過該襯墊圖案層來與該襯墊電極連接。
根據本發明之另一態樣，提供一種用於製備上述薄膜式觸控感測器之方法，其包括以下步驟：使一分離層形成於一載體基板上；使包括一感測電極及一襯墊電極之一電極圖案層形成於該分離層上；使待用作為一基底薄膜層之一絕緣層形成於該電極圖案層上；及藉由使該分離層與該載體基板分離而移除該載體基板。
用於製備該薄膜式觸控感測器之該方法可進一步包括以下步驟：在形成該分離層之後，使一保護層形成於該分離層上；及移除對應於其中形成該襯墊電極之一區域的該保護層之一部分，使得該分離層被曝露。藉此，可在此一保護層及該曝露分離層上實施該電極圖案層之形成。
另外，用於製備該薄膜式觸控感測器之該方法可進一步包括在形成該分離層之後使一保護層形成於該分離層上之步驟，且該保護層之形成可經實施使得用於形成該襯墊電極之該分離層之一區域被部分地曝露。藉此，可在此一保護層及該曝露分離層上實施該電極圖案層之形成。
此外，用於製備該薄膜式觸控感測器之該方法可進一步包括以下步驟：在形成該襯墊電極之前，使一襯墊圖案層預先形成於用於形成該襯墊電極之一區域中。
可藉由通過升離或剝離使該分離層與該載體基板分離來實施該載體基板之移除。
可藉由使用1N/25mm或更小之一力使該分離層與該載體基板分離來實施該載體基板之移除。
另外，用於製備該薄膜式觸控感測器之該方法可進一步包括以下步驟：在移除該載體基板之後，將一電路板貼附至該襯墊電極。
此外，用於製備該薄膜式觸控感測器之該方法可進一步包括以下步驟：在移除該載體基板之後，將一電路板貼附至該襯墊圖案層。
根據本發明之薄膜式觸控感測器及其製備方法具有以下效應：
第一，分離層可被用作為一層覆蓋佈線，此係因為其係在觸控感測器之形成程序之前形成於一載體基板上且與該載體基板分離，藉此提高程序的效率及生產率。
第二，經形成於一透明導電層之圖案上之絕緣層可被用作為一基底薄膜層，藉此提高用於製備一觸控感測器之程序的效率。
第三，將觸控感測器實施於一載體基板上之程序可提供高清晰度及耐熱性，且可應用各種基底薄膜。
第四，襯墊圖案層(其經形成於分離層上，作為由一金屬或一金屬氧化物組成之一單一層或複數個層)可有效地減小與一電路板之一接觸電阻，藉此提高程序的穩定性。
第五，襯墊圖案層可在無需移除經形成於載體基板上之分離層的情況下與一電路板貼附在一起，藉此提高程序的效率。
第六，在分離層與載體基板分離之後，無需移除分離層，藉此達成簡單程序且克服可發生於觸控感測器之一移除程序中的問題。
第七，彈性控制保護層(其進一步經形成於分離層與絕緣層之間)可因分離層與絕緣層之間之消除應力能力之一差異而抑制裂痕產生。
10‧‧‧載體基板
20‧‧‧分離層
30‧‧‧保護層
40‧‧‧襯墊圖案層
41‧‧‧第一襯墊圖案層
42‧‧‧第二襯墊圖案層
50‧‧‧電極圖案層
51‧‧‧第一電極層
52‧‧‧第二電極層
60‧‧‧感光性光阻劑
70‧‧‧絕緣層
80‧‧‧電路板
圖1a至圖1c係展示根據本發明之實施例之薄膜式觸控感測器之各結構的橫截面圖。
圖2a至圖2j示意性地展示根據本發明之一實施例之用於製備一薄膜式觸控感測器的程序。
在下文中，將如下詳細地描述根據本發明之一薄膜式觸控感測器及其製備方法的較佳實施例。
透過實施例之各者之以下詳細描述，將明白根據本發明之薄膜式觸控感測器及其製備方法的特徵及優點。
圖1a至圖1c係展示根據本發明之實施例之薄膜式觸控感測器之各結構的橫截面圖。
本發明之特徵在於：使一絕緣層形成於一透明導電層之圖案 上，使得該絕緣層可被用作為具有受控抗拉強度及伸長率之一基底(薄膜)層。
本發明將提供一種薄膜式觸控感測器，其中一分離層係在該觸控感測器之形成程序之前形成於一載體基板上且與該載體基板分離，使得該分離層可被用作為一層覆蓋佈線，藉此確保高清晰度及耐熱性(與已經直接形成於一基底薄膜上之一習知觸控感測器不同)，且允許應用各種基底薄膜。
本發明將使一襯墊圖案層形成於該分離層上作為由一金屬或一金屬氧化物組成之一單一層或複數個層，以有效地減小與一電路板之一接觸電阻，藉此提高程序的穩定性。
如圖1a至圖1c中所展示，本發明之薄膜式觸控感測器可包括：一分離層；一電極圖案層，其經形成於該分離層上，且包括一感測電極及經形成於該感測電極之一端處之一襯墊電極；及一絕緣層，其經形成於該電極圖案層上且被用作為一基底薄膜層。
該分離層可係由一有機聚合物(例如選自由聚醯亞胺、聚乙烯醇、聚醯胺酸、聚醯胺、聚乙烯、聚苯乙烯、聚降冰片烯、苯基馬來醯亞胺共聚物、聚偶氮苯、聚伸苯基苯二醯胺、聚酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚芳酯、肉桂酸酯聚合物、香豆素聚合物、苄甲內醯胺聚合物、查耳酮聚合物及芳族乙炔聚合物組成之群組中之至少一者)製成。
將分離層20施加於一載體基板10上，隨後，在使電極圖案層形成於分離層20上之後，使分離層20與載體基板10分離。
當分離層與載體基板分離時，分離層較佳地具有1N/25mm或更小，更佳地，0.1N/25mm或更小之一剝離強度。即，較佳地，分離層係由可使在分離層20與載體基板10之分離期間所施加之一物理力維持於1N/25mm，特定言之，0.1N/25mm內之一材料形成。
若分離層20之剝離強度超過1N/25mm，則難以使分離層與載體基板完全分離，因此會使分離層20殘留於載體基板上。另外，會在分離層20、保護層30、電極圖案層50及絕緣層70之至少一者上產生裂痕。
特定言之，分離層20之剝離強度較佳地為0.1N/25mm或更小，此係因為其允許在與載體基板分離之後控制薄膜產生卷邊。即使卷邊不會影響薄膜式觸控感測器之本身功能，但其會劣化黏著及切割程序之效率。因此，可有利地最小化卷邊產生。
分離層20較佳地具有10nm至1000nm，更佳地，50nm至500nm之一厚度。若分離層20之厚度小於10nm，則分離層可經不平坦地形成以誘發不平坦電極圖案之形成，分離層之剝離強度可經局部地提高以引起破壞，或無法在分離層與載體基板分離之後控制卷邊。若分離層之厚度大於1000nm，則無法再降低分離層之剝離強度，且會劣化薄膜之可撓性。
在分離層自載體基板剝離之後，分離層較佳地具有30mN/m至70mN/m之一表面能。另外，分離層較佳地具有其與載體基板之間之10mN/m或更大之一表面能差。分離層應維持與載體基板之穩定黏著直至其與載體基板分離，且接著應在不破壞薄膜式觸控感測器或不產生卷邊之情況下被容易地分離。當分離層之表面能滿足30mN/m至70mN/m之範圍時，可控制其剝離強度，可確保分離層與相鄰保護層或電極圖案層之間之良好黏著以改良程序之效率。另外，當分離層滿足其與載體基板之間之10mN/m或更大之一表面能差時，可容易地使分離層與載體基板分離以防止破壞薄膜式觸控感測器或在薄膜式觸控感測器之各層中產生裂痕。
分離層20充當覆蓋經形成於其上之一電極圖案層50之一層或充當在分離層20與載體基板分離之後保護電極圖案層50免於外部接觸之 一層。
至少一保護層30可進一步經形成於分離層20上。由於難以僅藉由分離層20來達成保護電極圖案完全免於外部接觸或影響，所以可形成用於保護目的之至少一保護層30。
保護層30可包括一有機絕緣薄膜及一無機絕緣薄膜之至少一者且可通過塗佈及固化或沈積來形成。
保護層可經形成使得對應於其中將形成襯墊電極之一區域的保護層之一部分通過圖案化而被移除或其中將形成襯墊電極之一區域被排除。較佳地，保護層可經形成使得分離層被曝露。當貼附一電路板時，此允許襯墊電極與該電路板之間連接良好。
襯墊圖案層40可經形成於襯墊電極之底部上。當襯墊電極與電路板連接時，襯墊圖案層用於降低接觸電阻。若當襯墊電極與電路板連接時接觸電阻係足夠低的，則可省略襯墊圖案層。
襯墊圖案層40可係由選自由一金屬、一金屬奈米線、一金屬氧化物、碳奈米管、石墨烯、一導電聚合物及一導電油墨組成之群組中之至少一者形成。
該金屬之實例可包含金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)、鉬(Mo)、鋁、鈀、釹及Ag-Pd-Cu之一合金(APC)。
該金屬奈米線之實例可包含銀奈米線、銅奈米線、鋯奈米線及金奈米線。
該金屬氧化物之實例可包含氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)、氧化銦鋅錫(IZTO)、氧化鋁鋅(AZO)、氧化鎵鋅(GZO)、摻氟氧化錫(FTO)、氧化鋅(ZnO)、氧化銦錫-Ag-氧化銦錫(ITO-Ag-ITO)、氧化銦鋅-Ag-氧化銦鋅(IZO-Ag-IZO)、氧化銦鋅錫-Ag-氧化銦鋅錫(IZTO-Ag-IZTO)及氧化鋁鋅-Ag-氧化鋁鋅(AZO-Ag-AZO)。
另外，襯墊圖案層40可係由碳材料(諸如碳奈米管(CNT)及石墨 烯)形成。
該導電聚合物之實例可包含聚吡咯、聚噻吩、聚乙炔、PEDOT及聚苯胺或可係由聚吡咯、聚噻吩、聚乙炔、PEDOT及聚苯胺形成。
該導電油墨可為金屬粉末及一可固化聚合物黏合劑之一混合物，且其可用於形成一電極。
襯墊圖案層40可具有形成由一金屬氧化物製成之一第一襯墊圖案層41的一結構，或具有形成由一金屬製成之一第二襯墊圖案層42的一結構，如圖1a或圖1b中所展示。另外，為減小電阻及與一電路板之接觸電阻，襯墊圖案層40可由兩個或兩個以上導電層(例如第一襯墊圖案層41及第二襯墊圖案層42)組成，如圖1c中所展示。
具體而言，襯墊圖案層40可具有：其中層疊一金屬氧化物且將一金屬層疊於該金屬氧化物上的一結構；其中層疊一金屬且將一金屬氧化物層疊於該金屬上的一結構；其中層疊一金屬，將一金屬氧化物層疊於該金屬上，且將一金屬進一步層疊於該金屬氧化物上的一結構；及其中層疊一金屬氧化物，將一金屬層疊於該金屬氧化物上，且將一金屬氧化物進一步層疊於該金屬上的一結構。
電極圖案層50可經形成於分離層20或保護層30上。電極圖案層50可包括：一感測電極，其感測觸控操作；及一襯墊電極，其經形成於該感測電極之一端處。該感測電極可包括用於感測觸控操作之一電極及連接至該電極之一佈線圖案。該襯墊電極可與一電路板電連接。
電極圖案層50可為一透明導電層，且可係由選自由一金屬、一金屬奈米線、一金屬氧化物、碳奈米管、石墨烯、一導電聚合物及一導電油墨組成之群組中之至少一者形成。
該金屬之實例可包含金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)、鉬(Mo)、鋁、鈀、釹及Ag-Pd-Cu之一合金(APC)。
該金屬奈米線之實例可包含銀奈米線、銅奈米線、鋯奈米線及金奈米線。
該金屬氧化物之實例可包含氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)、氧化銦鋅錫(IZTO)、氧化鋁鋅(AZO)、氧化鎵鋅(GZO)、摻氟氧化錫(FTO)、氧化鋅(ZnO)、氧化銦錫-Ag-氧化銦錫(ITO-Ag-ITO)、氧化銦鋅-Ag-氧化銦鋅(IZO-Ag-IZO)、氧化銦鋅錫-Ag-氧化銦鋅錫(IZTO-Ag-IZTO)及氧化鋁鋅-Ag-氧化鋁鋅(AZO-Ag-AZO)。
另外，電極圖案層50可係由碳材料(諸如碳奈米管(CNT)及石墨烯)形成。
該導電聚合物之實例可包含聚吡咯、聚噻吩、聚乙炔、PEDOT及聚苯胺或可係由聚吡咯、聚噻吩、聚乙炔、PEDOT及聚苯胺形成。
該導電油墨可為金屬粉末及一可固化聚合物黏合劑之一混合物，且其可用於形成一電極。
為減小電阻，電極圖案層50可由兩個或兩個以上導電層(例如一第一電極層51及一第二電極層52)組成。
例如，電極圖案層50可由ITO、AgNW(銀奈米線)或一金屬網之一單一層、或包括一透明金屬氧化物(諸如ITO)之一第一層51及經形成於該ITO電極層上之一金屬或AgNW之一第二層52之兩個或兩個以上層組成以不斷降低電阻。
另外，電極圖案層50可包括一金屬或一金屬氧化物之至少一層以改良導電率。更具體而言，可藉由使一金屬或一金屬氧化物之一透明導電層形成於分離層或保護層上且進一步層疊一透明導電層以形成一電極圖案來獲得電極圖案層；或可藉由將至少一透明導電層層疊於分離層或保護層上且進一步形成一金屬或一金屬氧化物之一透明導電層以形成一電極圖案來獲得電極圖案層。例如，該電極圖案可具有： 其中使一金屬或一金屬氧化物之一圖案層進一步形成於分離層與電極圖案層之間之一結構；其中使一金屬或一金屬氧化物之一圖案層進一步形成於電極圖案層與絕緣層之間之一結構；或其中使一金屬或一金屬氧化物之一圖案層進一步形成於保護層與電極圖案層之間之一結構，且可進一步形成一透明導電材料之至少一電極圖案層。
電極圖案層50之適用層疊結構可(例如)包含：其中層疊一金屬氧化物層且將一銀奈米線層層疊於該金屬氧化物層上之一結構；其中層疊一金屬氧化物層且將一金屬層層疊於該金屬氧化物層上之一結構；其中層疊一金屬氧化物層且將一金屬網電極層層疊於該金屬氧化物層上之一結構；其中層疊一銀奈米線層且將一金屬氧化物層層疊於該銀奈米線層上之一結構；其中層疊一金屬層且將一金屬氧化物層層疊於該金屬層上之一結構；其中層疊一金屬網電極層且將一金屬氧化物層層疊於該金屬網電極層上之一結構；其中層疊一金屬氧化物層，將一銀奈米線層層疊於該金屬氧化物層上，且將一金屬層層疊於該銀奈米線層上之一結構；其中層疊一銀奈米線層，將一金屬氧化物層層疊於該銀奈米線層上，且將一金屬層層疊於該金屬氧化物層上之一結構。可根據觸控感測器之信號處理及電阻來修改此等電極層疊結構，因此，本發明不限於此。
電極圖案層可經組態以在第一電極圖案層與第二電極圖案層之間具有一絕緣層。另外，該絕緣層可經受圖案化以形成接觸孔，使得第二導電層可充當一橋電極。
此外，依據觸控感測器模式來描述電極圖案層之結構。
電極圖案層宜具有用於電容模式(諸如互電容模式及自電容模式)中之圖案結構。
互電容模式可具有一水平軸及一垂直軸之一柵格電極結構。該水平軸及該垂直軸上之電極之間的相交點可具有一橋電極。替代地， 該水平軸及該垂直軸上之各電極圖案層可經形成，且其等之各者可係彼此電隔開。
自電容模式可具有使用各位置中之一電極來辨識電容之變化之一電極層結構。
電極圖案層50上可具有一感光性光阻劑60，如圖1a至圖1c中所展示。可通過光微影來形成此一電極圖案層50，且可根據一電極圖案層之類型來在形成該電極圖案層之後保留或移除感光性光阻劑。保留之感光性光阻劑可用於保護該電極圖案層。
絕緣層70經形成於電極圖案層50上以抑制電極圖案之腐蝕且保護電極圖案之表面。絕緣層70填充電極或佈線中之一間隙，且其經較佳地形成以具有某一厚度。即，宜使絕緣層在與電極圖案層50接觸之表面的相對表面上平坦化，使得電極之不平坦部分不被顯露。
25℃處之絕緣層70與保護層30之間之一彈性模數差以達到300MPa或更小為宜，以100MPa或更小為更佳，以因此等層之間之消除應力能力之一差異來抑制裂痕產生。若25℃處之絕緣層與保護層之間的彈性模數差超過300MPa，則因絕緣層與保護層之間的消除應力能力失衡而產生裂痕。
在25℃之條件(其落於一使用者之使用環境中)下量測此一彈性模數差以防止產生裂痕。
絕緣層可係由能夠使25℃處之其與保護層之間之一彈性模數差達到300MPa或更小的任何有機絕緣材料形成。例如，較佳地使用能夠薄膜化之一清漆型材料。該清漆型材料可包括選自由聚矽氧烷材料(諸如聚二甲基矽氧烷(PDMS)及聚有機矽氧烷(POS))、聚醯亞胺材料及聚胺基甲酸酯材料(諸如彈性纖維)組成之群組中之至少一者。
另外，在一材料形式之態樣中，絕緣層可係由選自由一可固化預聚合物、一可固化聚合物及一塑膠聚合物組成之群組中之至少一材 料形成。
較佳地，絕緣層70具有1MPa至30MPa之一抗拉強度及100%至1000%之一伸長率。相對於自1MPa至30Mpa範圍內之抗拉強度，若絕緣層70之抗拉強度小於1MPa，則變形(諸如伸長及彎曲)之後之恢復會受限制，且若絕緣層70之抗拉強度大於30MPa，則變形(諸如伸長及彎曲)之阻力增大以減弱可撓性。另外，絕緣層70之伸長率需要滿足100%至1000%之範圍，此係因為局部伸長發生於觸控感測器之彎曲部分處。
因此，使用具有1MPa至30MPa之一抗拉強度及100%至1000%之一伸長率之一材料來形成絕緣層70可允許製備具有良好可撓性、恢復性及彈性之一觸控感測器。
如圖1a至圖1c中所展示，本發明之薄膜式觸控感測器可與一電路板電連接。該電路板可為一可撓印刷電路板(FPCB)且用於使本發明之薄膜式觸控感測器與一觸控開關電路電連接。可使用一導電黏著劑來將薄膜式觸控感測器與該電路板貼附在一起。
電路板80具有經形成於其之一端處且對應於一襯墊電極之一電極，且其透過一導電黏著劑來與該襯墊電極電連接。為降低電路板與襯墊電極之間之接觸電阻，電路板亦可透過一襯墊圖案層40來與襯墊電極電連接。例如，電路板可藉由透過分離層將其與襯墊圖案層貼附在一起來與薄膜式觸控感測器連接，如圖1a至圖1c中所展示。
可透過襯墊圖案層來實施將電路板與襯墊電極連接以降低電路板與襯墊電極之間之接觸電阻，且此可根據生產程序及產品規格來選擇性地加以應用。
另外，電路板可與藉由移除分離層之一部分來曝露之襯墊電極或襯墊圖案層連接。可藉由使用一蝕刻溶液(其可根據分離層20之材料而變動)之一濕式蝕刻程序來實施分離層20之部分移除。
例如，若分離層20由一聚合物(諸如聚醯亞胺、聚乙烯醇及聚醯胺酸)組成，則可使用KOH、TMAH或胺之一鹼性溶液，而若分離層由一聚合物(諸如聚酯、肉桂酸酯、香豆素、查耳酮及芳族乙炔)組成，則可使用磷酸、乙酸或硝酸之一酸性溶液。
下文中將參考圖2a至圖2j來描述根據本發明之上述薄膜式觸控感測器之製備方法。
圖2a至圖2j示意性地展示根據本發明之一實施例之用於製備一薄膜式觸控感測器之程序。
如圖2a中所展示，使用一有機聚合物薄膜來塗佈一載體基板以使一分離層20形成於該載體基板上。
可藉由此項技術中已知之一習知塗佈方法來實施分離層之形成。
例如，可涉及旋轉塗佈、模具塗佈、噴射塗佈、輥式塗佈、網版塗佈、狹縫塗佈、浸漬塗佈、凹版塗佈及其類似者。
載體基板10可為(但不限於)一玻璃。即，若其他種類之基板係可忍受電極形成之一程序溫度且在一高溫處維持平坦不變形之耐熱材料，則可將該等基板用作為載體基板10。
在塗佈之後，分離層20通過熱固化或UV固化來經受固化。可單獨或組合地實施此等熱固化及UV固化。
如圖2b中所展示，將一有機絕緣材料塗佈於分離層上以形成一保護層30。
保護層30之一部分經受用於將其移除之圖案化以提供一區域來形成一襯墊圖案層40，如圖2c中所展示。
可在形成保護層30之後通過圖案化來移除保護層30以形成用於連接一電路之襯墊圖案層，或可藉由在除其中將形成襯墊圖案層之區域之外之區域中塗佈有機絕緣材料來形成保護層30。可使用於連接一 電路之襯墊圖案層形成於其中不形成保護層之部分中。在本發明之一實施例中，描述：通過圖案化來實施保護層之移除。
接著，如圖2d中所展示，藉由將一金屬沈積於剩餘保護層及其中移除保護層之區域上且允許該金屬層僅保留於其中保護層經受圖案化之區域中來形成一襯墊圖案層。
襯墊圖案層可係由選自由一金屬、一金屬奈米線、一金屬氧化物、碳奈米管、石墨烯、一導電聚合物及一導電油墨組成之群組中之至少一者形成，且其可鑑於電阻而由一單一導電層或兩個或兩個以上導電層組成。就一單一層而言，襯墊圖案層可係由一金屬及一金屬氧化物之至少一者形成。就兩個層而言，較佳地形成銅之一第一襯墊圖案層及具有比一電極材料更佳之導電率之一材料(諸如金)之一第二襯墊圖案層。另外，當一襯墊電極係由具有一較低電阻之一材料形成以提供與一電路連接之足夠低接觸電阻時，可省略襯墊圖案層。在本發明之一實施例中，描述：襯墊圖案層具有兩個層之一層疊結構。
接著，使一電極圖案層形成於保護層及襯墊圖案層上。
如圖2c中所展示，使一第一電極層51形成為銀奈米線(AgNW)之一透明導電層，且使一金屬之一第二電極層52形成於第一電極層51上。接著，使一感光性光阻劑60形成於金屬導電層上，如圖2f中所展示。隨後，用於選擇性圖案化之一光微影程序經實施以形成一電極圖案層50，如圖2g中所展示。
可藉由一濺鍍方法(例如化學氣相沈積(CVD)、物理氣相沈積(PVD)、電漿增強型化學氣相沈積(PECVD))、一印刷方法(例如網版印刷、凹版印刷、逆向平版印刷、噴墨印刷)或一濕式或乾式電鍍方法來形成透明導電層。特定言之，可在安置於一基板上之一遮罩上實施濺鍍以形成一電極圖案層，該遮罩具有所要電極圖案形狀。在藉由上述方法來形成導電層之後，可藉由光微影來形成電極圖案層。
可將一負型感光性光阻劑或一正型感光性光阻劑用作為感光性光阻劑60。若需要，則可使此光阻劑保留於電極圖案層50上。替代地，可移除此光阻劑。在本發明之一實施例中，描述：使用一負型感光性光阻劑且在圖案化之後使該負型感光性光阻劑保留於一電極圖案上。
此外，可根據電極圖案結構來實施一額外電極圖案之形成。
其後，用作為一基底薄膜層之一絕緣層70經形成以覆蓋電極圖案層50，如圖2h中所展示。絕緣層70可具有相同於電極之厚度或可比電極厚，使得絕緣層具有一平坦化上表面。即，絕緣層係較佳地由具有適合黏彈性之一絕緣材料形成，使得電極之不平坦部分不被轉印。
具體而言，可藉由將絕緣層70之一液體材料塗佈於電極圖案層50上，接著進行熱固化或UV固化來實施絕緣層70之形成。
可藉由此項技術中已知之一習知塗佈方法來實施用於形成絕緣層70之塗佈。
例如，可涉及旋轉塗佈、模具塗佈、噴射塗佈、輥式塗佈、網版塗佈、狹縫塗佈、浸漬塗佈、凹版塗佈及其類似者。
接著，如2i中所展示，使其上形成電極之分離層20與載體基板10分離。
在本發明中，藉由剝離來實施分離層20與載體基板之分離。
剝離方法之實例可包含(但不限於)升離及剝離。
對於剝離，可施加1N/25mm或更小，較佳地，0.1N/25mm或更小之一力，且可根據分離層之剝離強度來變動該力。若剝離強度超過1N/25mm，則會在自載體基板之剝離期間破壞薄膜式觸控感測器且會將一過量力施加至薄膜式觸控感測器，藉此引起薄膜式觸控感測器變形且無法用作一裝置。
其後，將薄膜式觸控感測器與一電路板80貼附在一起，其中一 導電黏著劑可用於與電路板80貼附在一起。
導電黏著劑係指具有散佈於環氧樹脂、矽、胺基甲酸酯、丙烯酸或聚醯亞胺樹脂之一黏合劑中之一導電填充劑(諸如金、銀、銅、鎳、碳、鋁及鍍金)之一黏著劑。
當在與載體基板10分離之後貼附電路板80時，較佳地在分離層20之方向上使用導電黏著劑來實施貼附。電路板80可透過分離層20來與襯墊圖案層40貼附，或其可透過經由分離層20形成於襯墊電極之底部上之襯墊圖案層40來與襯墊電極貼附在一起。
如圖2j中所展示，電路板80係透過襯墊圖案層40來與襯墊電極貼附在一起。即，在本發明之一實施例中，描述：電路板係藉由經由分離層之導電黏著劑來與襯墊圖案層貼附在一起，藉此允許電路板80及襯墊電極之連接。
由本範明製備之薄膜式觸控感測器可經使用使得其絕緣層在貼附至一顯示器面板時安置於一可見側中或其絕緣層安置於該顯示器面板之該側中。另外，薄膜式觸控感測器之分離層可貼附至其他光學薄膜，諸如一偏光片及一透明薄膜。
因此，根據本發明之薄膜式觸控感測器及其製備方法可因其係實施於一載體基板上而提供高清晰度及耐熱性(其在已直接形成於一基底薄膜上之一習知觸控感測器之情況中係不可能的)，且可應用各種基底薄膜。即，可使用具有弱耐熱性之一基底薄膜，此係因為其在形成一電極之後被貼附。
另外，一電路板可透過經形成於載體基板上之分離層來貼附且接著在不移除或移除分離層之情況下與分離層分離，藉此提高程序之效率。
此外，分離層之剝離強度及表面能可在程序期間經參數化以提高程序之效率且防止產生裂痕。
儘管已展示及描述本發明之特定實施例，但熟習技術者應瞭解，其不意欲將本發明限制於較佳實施例，且熟習技術者應明白，可在不背離本發明之精神及範疇之情況下作出各種改變及修改。
因此，本發明之範疇將由隨附申請專利範圍及其等效物界定。
20‧‧‧分離層
30‧‧‧保護層
41‧‧‧第一襯墊圖案層
50‧‧‧電極圖案層
51‧‧‧第一電極層
52‧‧‧第二電極層
60‧‧‧感光性光阻劑
70‧‧‧絕緣層
80‧‧‧電路板

Claims (37)

  1. 一種薄膜式觸控感測器，其包括：一分離層；一電極圖案層，其經形成於該分離層上，且包括一感測電極及經形成於該感測電極之一端處之一襯墊電極；及一絕緣層，其經形成於該電極圖案層上且被用作為一基底薄膜層。
  2. 如請求項1之薄膜式觸控感測器，進一步包括經形成於該分離層與該電極圖案層之間之一保護層。
  3. 如請求項2之薄膜式觸控感測器，其中該絕緣層在25℃處具有其與該保護層之間之300MPa或更小之一彈性模數差。
  4. 如請求項2之薄膜式觸控感測器，其中該絕緣層在25℃處具有其與該保護層之間之100MPa或更小之一彈性模數差。
  5. 如請求項1之薄膜式觸控感測器，進一步包括經形成於該襯墊電極之底部上之一襯墊圖案層。
  6. 如請求項5之薄膜式觸控感測器，其中該襯墊圖案層係由選自由一金屬、一金屬奈米線、一金屬氧化物、碳奈米管、石墨烯、一導電聚合物及一導電油墨組成之群組中之至少一者形成。
  7. 如請求項5之薄膜式觸控感測器，其中該襯墊圖案層係由兩個或兩個以上導電層組成。
  8. 如請求項1之薄膜式觸控感測器，其中該絕緣層經形成以覆蓋該電極圖案層，且使該絕緣層在與該電極圖案層接觸之表面的相對表面上平坦化。
  9. 如請求項1之薄膜式觸控感測器，其中該絕緣層具有1MPa至30MPa之一抗拉強度及100%至1000%之一伸長率。
  10. 如請求項1之薄膜式觸控感測器，其中該絕緣層係由選自由一可固化預聚合物、一可固化聚合物及一塑膠聚合物組成之群組中之至少一材料形成。
  11. 如請求項1之薄膜式觸控感測器，其中該絕緣層係由能夠薄膜化之一清漆型材料形成。
  12. 如請求項11之薄膜式觸控感測器，其中該清漆型材料包括選自由聚矽氧烷、聚醯亞胺及聚胺基甲酸酯材料組成之群組中之至少一者。
  13. 如請求項1之薄膜式觸控感測器，其中該電極圖案層係一透明導電層。
  14. 如請求項13之薄膜式觸控感測器，其中該透明導電層係由選自由一金屬、一金屬奈米線、一金屬氧化物、碳奈米管、石墨烯、一導電聚合物及一導電油墨組成之群組中之至少一者形成。
  15. 如請求項13之薄膜式觸控感測器，其中該電極圖案層進一步包括一橋電極。
  16. 如請求項1或13之薄膜式觸控感測器，其中該電極圖案層係由兩個或兩個以上導電層組成。
  17. 如請求項1之薄膜式觸控感測器，其中該分離層係形成於一載體基板上，且接著與該載體基板分離。
  18. 如請求項17之薄膜式觸控感測器，其中當該分離層與該載體基板分離時，該分離層具有1N/25mm或更小之一剝離強度。
  19. 如請求項17之薄膜式觸控感測器，其中當該分離層與該載體基板分離時，該分離層具有0.1N/25mm或更小之一剝離強度。
  20. 如請求項17之薄膜式觸控感測器，其中在該分離層自該載體基板剝離之後，該分離層具有30mN/m至70mN/m之一表面能。
  21. 如請求項20之薄膜式觸控感測器，其中該分離層具有其與該載體基板之間之10mN/m或更大之一表面能差。
  22. 如請求項17之薄膜式觸控感測器，其中該載體基板係由一玻璃製成。
  23. 如請求項1或17之薄膜式觸控感測器，其中該分離層係由一有機聚合物製成。
  24. 如請求項23之薄膜式觸控感測器，其中該有機聚合物包括選自由聚醯亞胺、聚乙烯醇、聚醯胺酸、聚醯胺、聚乙烯、聚苯乙烯、聚降冰片烯、苯基馬來醯亞胺共聚物、聚偶氮苯、聚伸苯基苯二醯胺、聚酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚芳酯、肉桂酸酯聚合物、香豆素聚合物、苄甲內醯胺聚合物、查耳酮聚合物及芳族乙炔聚合物組成之群組中之至少一者。
  25. 如請求項1或17之薄膜式觸控感測器，其中該分離層具有10nm至1000nm之一厚度。
  26. 如請求項1或17之薄膜式觸控感測器，其中該分離層具有50nm至500nm之一厚度。
  27. 如請求項1或5之薄膜式觸控感測器，進一步包括與該襯墊電極電連接之一電路板。
  28. 如請求項27之薄膜式觸控感測器，其中該電路板透過該分離層來與該襯墊電極連接。
  29. 如請求項27之薄膜式觸控感測器，其中該電路板透過該襯墊圖案層來與該襯墊電極連接。
  30. 一種用於製備一薄膜式觸控感測器之方法，其包括以下步驟：使一分離層形成於一載體基板上；使包括一感測電極及一襯墊電極之一電極圖案層形成於該分離層上； 使待用作為一基底薄膜層之一絕緣層形成於該電極圖案層上；及藉由使該分離層與該載體基板分離來移除該載體基板。
  31. 如請求項30之用於製備一薄膜式觸控感測器之方法，進一步包括以下步驟：在形成該分離層之後，使一保護層形成於該分離層上；及移除對應於其中形成該襯墊電極之一區域之該保護層的一部分，使得該分離層被曝露，其中在該保護層及該曝露分離層上實施該電極圖案層之該形成。
  32. 如請求項30之用於製備一薄膜式觸控感測器之方法，進一步包括以下步驟：在形成該分離層之後，使一保護層形成於該分離層上，其中該保護層之該形成經實施，使得用於形成該襯墊電極之該分離層之一區域被部分地曝露，且在該保護層及該曝露分離層上實施該電極圖案層之該形成。
  33. 如請求項30、31及32中任一項之用於製備一薄膜式觸控感測器之方法，進一步包括以下步驟：在形成該襯墊電極之前，使一襯墊圖案層預先形成於用於形成該襯墊電極之一區域中。
  34. 如請求項30之用於製備一薄膜式觸控感測器之方法，其中藉由通過升離或剝離使該分離層與該載體基板分離來實施該載體基板之該移除。
  35. 如請求項30或34之用於製備一薄膜式觸控感測器之方法，其中藉由使用1N/25mm或更小之一力使該分離層與該載體基板分離來實施該載體基板之該移除。
  36. 如請求項30或34之用於製備一薄膜式觸控感測器之方法，進一 步包括以下步驟：在移除該載體基板之後，將一電路板貼附至該襯墊電極。
  37. 如請求項33之用於製備一薄膜式觸控感測器之方法，進一步包括以下步驟：在移除該載體基板之後，將一電路板貼附至該襯墊圖案層。
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