TW201913336A - 觸控面板及其製作方法 - Google Patents

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Abstract

一種觸控面板包含基板、觸控感應電極、周邊線路、保護層以及導電層。基板具有顯示區與周邊區；觸控感應電極設置於顯示區，周邊線路設置於周邊區，觸控感應電極電性連接於周邊線路，其中觸控感應電極與周邊線路至少包括金屬奈米線，保護層是設置於該觸控感應電極上，而導電層是設置於該周邊線路上。

Description

觸控面板及其製作方法
本發明是關於一種觸控面板及其製作方法。
近年來，透明導體可同時讓光穿過並提供適當的導電性，因而常應用於許多顯示或觸控相關的裝置中。一般而言，透明導體可以是各種金屬氧化物，例如氧化銦錫(Indium Tin Oxide，ITO)、氧化銦鋅(Indium Zinc Oxide，IZO)、氧化鎘錫(Cadmium Tin Oxide，CTO)或摻鋁氧化鋅(Aluminum-doped Zinc Oxide，AZO)。金屬氧化物薄膜可透過物理氣象沉積法或化學氣象沉積法而形成，並透過光刻微影製程而形成適當圖案。然而，這些金屬氧化物薄膜的製作方法可能面臨高昂的成本、複雜的製程以及低良率的問題。在部份情況下，經圖案化的金屬氧化物薄膜也可能有容易被觀察到的問題。因此，現今發展出了多種透明導體，例如利用奈米線等材料所製作的透明導體。
然而，所述的奈米線的製程技術尚有許多需要解決的問題，例如利用奈米線製作觸控電極，但奈米線與周邊區的金屬引線在製程上及結構上都有許多待解決的問 題，例如傳統製程利用銀漿製作周邊區的金屬引線，而銀漿所製成之金屬引線須搭接在奈米線所製成之觸控電極上，此一搭接結構須考量搭接時之接觸阻抗的大小，例如一種傳統作法上會採用較厚的樹脂層成形在奈米線所製成之觸控電極上以提高耐候性，但較厚的樹脂層會使得搭接結構之接觸阻抗上升，進而導致線路在傳遞訊號時產生耗損或失真。再者，以銀漿所製成的金屬引線在潮濕環境因直流梯度存在易造成銀遷移現象使信賴性降低。
另一方面，銀漿塗佈在周邊區後須以雷射蝕刻的方式製作所述的金屬引線，此一製程繁雜耗時，造成製作成本提高且良率較低，故難以大量生產。
因此在製程上、電極結構上必須依照材料特性重新設計，使產品達到較佳的表現。
本發明之部分實施方式，可提高顯示區之觸控感應電極的耐用性，並同時形成一低阻抗之導電線路。此外，本發明之部分實施方式中，提出了新的觸控電極的製作方法，因而產生不同於以往的觸控面板結構。
根據本發明之部分實施方式，一種觸控面板的製作方法包含提供具有顯示區與周邊區之基板；提供一設置於該顯示區上之觸控感應電極及一設置於該周邊區上之周邊線路；提供一設置於觸控感應電極上之保護層；以及提供 一設置於周邊線路上之導電層；其中所述的觸控感應電極電性連接於周邊線路，觸控感應電極與周邊線路是由一至少包括金屬奈米線之透明導電層經圖案化後所形成。
於本發明之部分實施方式中，所述的提供一設置於顯示區上之觸控感應電極及一設置於周邊區上之周邊線路包括提供一膜層，其中該金屬奈米線係嵌設於該膜層中形成導電網路，該膜層與該金屬奈米線共同形成該透明導電層；以及移除部分的該金屬奈米線以在該顯示區及該周邊區均形成一非導電區域。
於本發明之部分實施方式中，金屬奈米線突出於膜層的表面。
於本發明之部分實施方式中，更包括一前處理步驟，以將周邊區之金屬奈米線裸露出膜層的表面。
於本發明之部分實施方式中，保護層的材料與膜層的材料可相同或不相同。
於本發明之部分實施方式中，膜層中添加有交聯劑、聚合抑制劑、抗氧化劑、紫外光穩定劑、界面活性劑、腐蝕抑制劑或上述的混合物。
於本發明之部分實施方式中，以電鍍或無電鍍方式提供一設置於該周邊線路上之導電層包括：提供一鍍銅層於該周邊線路上。
於本發明之部分實施方式中，以電鍍或無電鍍 方式提供一設置於該周邊線路上之導電層包括：提供一鍍銅層於該周邊線路上；以及提供一鍍鎳層於該鍍銅層上。
於本發明之部分實施方式中，以電鍍或無電鍍方式提供一設置於該周邊線路上之導電層包括：提供一具有核-殼結構(core-shell)所構成的導電層於該周邊線路上。
於本發明之部分實施方式中，以電鍍或無電鍍方式提供一設置於該周邊線路上之導電層包括：提供一具有銅核-鎳殼結構(Cu core-Ni shell)所構成的導電層於該周邊線路上。
根據本發明之部分實施方式，觸控面板包含基板、觸控感應電極、周邊線路、保護層以及導電層。基板具有顯示區與周邊區；觸控感應電極設置於顯示區，周邊線路設置於周邊區，觸控感應電極電性連接於周邊線路，其中觸控感應電極與周邊線路至少包括金屬奈米線。保護層是設置於該觸控感應電極上，而導電層是設置於該周邊線路上。
於本發明之部分實施方式中，更包括：一設置於該基板上之膜層，其中該顯示區及該周邊區均具有一導電區域及一非導電區域，該金屬奈米線係嵌設於位於該導電區域之該膜層中形成導電網路，位於該周邊區之該導電區域中的該膜層與該金屬奈米線共同形成該周邊線路，而位於該顯示區之該導電區域中的該膜層與該金屬奈米線共同形成該觸控感應電極。
於本發明之部分實施方式中，該金屬奈米線突出於該膜層的表面。
於本發明之部分實施方式中，保護層的材料與膜層的材料可相同或不相同。
於本發明之部分實施方式中，膜層中添加有交聯劑、聚合抑制劑、抗氧化劑、紫外光穩定劑、界面活性劑、腐蝕抑制劑或上述的混合物。
於本發明之部分實施方式中，導電層為一無電鍍銅層。
於本發明之部分實施方式中，導電層包括一無電鍍銅層及一設置於無電鍍銅層上之無電鍍鎳層。
於本發明之部分實施方式中，導電層具有核-殼結構(core-shell)。
於本發明之部分實施方式中，導電層具有銅核-鎳殼結構(Cu core-Ni shell)。
100‧‧‧製作方法
TE、TE1、TE2‧‧‧觸控感應電極
110‧‧‧基板
120‧‧‧周邊線路
CE‧‧‧連接電極
130‧‧‧膜層
D1‧‧‧第一方向
136‧‧‧非導電區域
D2‧‧‧第二方向
140‧‧‧金屬奈米線
150‧‧‧保護層
162‧‧‧橋接導線
160‧‧‧導電層
164‧‧‧絕緣塊
170‧‧‧接合墊
S1~S4‧‧‧步驟
VA‧‧‧顯示區
PA‧‧‧周邊區
第1圖為根據本發明之部分實施方式之觸控面板的製作方法的流程圖。
第2圖為根據本發明之部分實施方式之基板的上視示意圖。
第2A圖為沿第2圖的線2A-2A之剖面示意圖。
第3圖為第1圖的製作方法中的步驟S1之上視示意圖。
第3A圖為沿第3圖的線3A-3A之剖面示意圖。
第4圖為第1圖的製作方法中的步驟S2之上視示意圖。
第4A圖為沿第4圖的線4A-4A之剖面示意圖。
第4B圖為沿第4圖的線4B-4B之剖面示意圖。
第5圖為第1圖的製作方法中的步驟S3之上視示意圖。
第5A圖為沿第5圖的線5A-5A之剖面示意圖。
第5B圖為沿第5圖的線5B-5B之剖面示意圖。
第6圖為第1圖的製作方法中的步驟S4之上視示意圖。
第6A圖為沿第6圖的線6A-6A之剖面示意圖。
第6B圖為沿第6圖的線6B-6B之剖面示意圖。
第7A圖為第6A圖的變化實施態樣之示意圖。
第7B圖為第6B圖的變化實施態樣之示意圖。
第8圖為根據本發明之部分實施方式之觸控面板的上視示意圖。
第9A圖顯示周邊線路(露出奈米銀線)的SEM照片。
第9B圖則顯示無電鍍銅層披覆於周邊線路的SEM照片。
以下將以圖式揭露本發明之多個實施方式，為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本發明。也就是說，在本發明部分實施方式中，這些實務上的細 節是非必要的。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式為之。
關於本文中所使用之「約」、「大約」或「大致」，一般是指數值之誤差或範圍於百分之二十以內，較好地是於百分之十以內，更佳地是於百分之五以內。文中若無明確說明，所提及的數值皆視為近似值，即具有如「約」、「大約」或「大致」所表示的誤差或範圍。另外，本文所使用的「膜層」、「塗佈層」、「聚合物」、「預固物」所指的均為相同或相似的元件，其差異主要在於固化狀態的不同，而為了方便說明，下文中可能會交互使用，特此說明。
第1圖為根據本發明之部分實施方式之觸控面板的製作方法100的流程圖。第2~2A圖、第3~3A圖、第4~4B圖、第5~5B圖至第6~6B圖為製作方法100中的多個步驟S1~S4之觸控面板的俯視示意圖及剖面示意圖。在本實施方式的具體製程為：首先，參考第2圖與第2A圖，提供一基板110，於本發明之部分實施方式中，基板110理想上為透明基板，詳細而言，可以為一硬式透明基板或一可撓式透明基板，其材料可以選自玻璃、壓克力(polymethylmethacrylate；PMMA)、聚氯乙烯(polyvinyl Chloride；PVC)、聚丙烯(polypropylene；PP)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate；PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(polyethylene naphthalate；PEN)、聚碳酸酯(polycarbonate；PC)、聚苯乙 烯(polystyrene；PS)等透明材料。
接著，參考第3圖與第3A圖，如步驟S1，在基板110上製作一透明導電層，透明導電層可至少由金屬奈米線140所組成；在本實施例中，透明導電層是為金屬奈米線140與膜層130所形成的複合結構，其具體作法為：先將具有金屬奈米線140之分散液或漿料(ink)以塗佈方法成型於基板110之整個上表面，並加以乾燥使金屬奈米線140覆著於基板110之表面；換言之，金屬奈米線140會固化成型為一設置於基板110上所事先定義出的顯示區VA與周邊區PA之金屬奈米線層。基板110上可具有顯示區VA與周邊區PA，周邊區PA設置於顯示區VA的側邊，例如第3圖所示，周邊區PA設置於顯示區VA之左側及右側的區域，但在其他實施例中，周邊區PA則可為設置於顯示區VA之四周(即涵蓋右側、左側、上側及下側)的框型區域，或者為設置於顯示區VA之相鄰兩側的L型區域。
在本發明之實施例中，上述分散液可為水、醇、酮、醚、烴或芳族溶劑(苯、甲苯、二甲苯等等)；上述分散液亦可包含添加劑、介面活性劑或黏合劑，例如羧甲基纖維素(carboxymethyl cellulose；CMC)、2-羥乙基纖維素(hydroxyethyl Cellulose；HEC)、羥基丙基甲基纖維素(hydroxypropyl methylcellulose；HPMC)、磺酸酯、硫酸酯、二磺酸鹽、磺基琥珀酸酯、磷酸酯或含氟界面活性劑等等。 而所述的金屬奈米線(metal nano-wires)層，例如可為奈米銀線(silver nano-wires)層、奈米金線(gold nano-wires)層或奈米銅線(copper nano-wires)層所構成；更詳細的說，本文所用之「金屬奈米線(metal nano-wires)」係為一集合名詞，其指包含多個元素金屬、金屬合金或金屬化合物(包括金屬氧化物)之金屬線的集合，其中所含金屬奈米線之數量，並不影響本發明所主張的保護範圍；且單一金屬奈米線之至少一個截面尺寸(即截面的直徑)小於500nm，較佳小於100nm，且更佳小於50nm；而本發明所稱之為”線(wire)”的金屬奈米結構，主要具有高的縱橫比，例如介於10至100,000之間，更詳細的說，金屬奈米線之縱橫比(長度：截面之直徑)可大於10，較佳大於50，且更佳大於100；金屬奈米線可以為任何金屬，包括(但不限於)銀、金、銅、鎳及鍍金之銀。而其他用語，諸如絲(silk)、纖維(fiber)、管(tube)等若同樣具有上述的尺寸及高縱橫比，亦為本發明所涵蓋之範疇。
而所述的含有金屬奈米線140之分散液或漿料可以用任何方式成型於基板110之表面，例如但不限於：網版印刷、噴頭塗佈、滾輪塗佈等製程。於本發明之部分實施方式中，金屬奈米線140可以是奈米銀線或奈米銀纖維(Silver nano-fibers)，其可以具有平均約20至100奈米的直徑，平均約20至100微米的長度，較佳為平均約20至70奈米的直徑，平均約20至70微米的長度(即縱橫比為1000)。於部 分實施方式中，金屬奈米線140的直徑可介於70奈米至80奈米，而長度約8微米。
接著將合適的聚合物或其預固物以塗佈方法成型於基板110上，所述之聚合物會滲入金屬奈米線140之間而形成填充物，並施以固化聚合物的步驟以形成膜層130；換言之，膜層130會固化成型於基板110上的顯示區VA與周邊區PA，以與金屬奈米線140形成一種複合結構，金屬奈米線140可在膜層130中形成導電網路(conductive network)，也就形成所謂的透明導電層，而此複合結構經由後續步驟形成位於顯示區VA之觸控感應電極TE及周邊區PA之周邊線路120(如第4圖所示)，且觸控感應電極TE電性連接於周邊線路120。
上述的聚合物之實例可包括，但不限於：聚丙烯酸系樹脂，諸如聚甲基丙烯酸酯(例如，聚(甲基丙烯酸甲酯))、聚丙烯酸酯及聚丙烯腈；聚乙烯醇；聚酯(例如，聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚酯萘二甲酸酯及聚碳酸酯)；具有高芳香度之聚合物，諸如酚醛樹脂或甲酚-甲醛、聚苯乙烯、聚乙烯基甲苯、聚乙烯基二甲苯、聚醯亞胺、聚醯胺、聚醯胺醯亞胺、聚醚醯亞胺、聚硫化物、聚碸、聚伸苯基及聚苯基醚；聚胺基甲酸酯(polyurethane；PU)；環氧樹脂；聚烯烴(例如聚丙烯、聚甲基戊烯及環烯烴)；纖維素；聚矽氧及其他含矽聚合物(例如聚倍半氧矽烷及聚矽烷)；聚氯乙烯(PVC)；聚乙酸酯；聚降冰片烯；合成橡膠(例如，乙丙橡膠 (ethylene-propylene rubber；EPR)、丁苯橡膠(styrene-Butadiene Rubber；SBR)、三元乙丙橡膠(ethylene-Propylene-Diene Monomer；EPDM)；及含氟聚合物(例如，聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯(TFE)或聚六氟丙烯)；氟-烯烴與烴烯烴之共聚物等非導電聚合物。在其他實施例中，亦可使用以二氧化矽、富鋁紅柱石、氧化鋁、SiC、碳纖維、MgO-Al2O3-SiO2、Al2O3-SiO2或MgO-Al2O3-SiO2-Li2O等無機材料作為膜層130。另外，由於部分的金屬奈米線140與膜層130所形成的複合結構在後續的製程中會被蝕刻成為位於顯示區VA的觸控感應電極，故在本實施方式中，金屬奈米線140與膜層130所形成的複合結構的光穿透率(Transmission)可大於80%，且表面電阻率(surface resistance)在10至1000Ω/□(ohm/square)之間；較佳地，金屬奈米線140與膜層130所形成的複合結構的光穿透率(Transmission)大於85%，且表面電阻率(surface resistance)在50至500Ω/□(ohm/square)之間。
另外要說明的是，以塗佈方法將聚合物成型於基板110上的步驟並不限定實施於固化含有金屬奈米線140的分散液或漿料之後；也就是說含有金屬奈米線140的分散液與上述的聚合物可依序塗佈於基板110上，再一併進行固化作業。於部分實施方式中，膜層130之聚合物材料為液狀，例如為透明膠體，因此可以與含金屬奈米線140之漿料互相 混和，而使金屬奈米線140直接混合於聚合物中，故在固化後，金屬奈米線140就嵌入於膜層130中。於部分實施方式中，含金屬奈米線140之漿料所含的溶劑可以與膜層130發生作用(例如使膜層130溶解或軟化，此製程步驟稱為swelling)，金屬奈米線140即可滲入膜層130中，因此可以調整上述的製程順序：先形成膜層130，再將含金屬奈米線140之漿料塗佈於膜層130上，使透明膜層130被溶解或軟化，而使金屬奈米線140可以滲入膜層130內。
此外，上述的聚合物在固化之後可賦予膜層130與金屬奈米線140所組成之複合結構某些特定的化學、機械及光學特性，例如提供複合結構與基板110之黏著性，或是較佳的實體機械強度，故膜層130又可被稱作基質(matrix)。又一方面，使用某些特定的聚合物製作膜層130，使複合結構具有額外的抗刮擦及磨損之表面保護，在此情形下，膜層130又可被稱作硬塗層(hard coat)，採用諸如聚丙烯酸酯、環氧樹脂、聚胺基甲酸酯、聚矽烷、聚矽氧、聚(矽-丙烯酸)等可使複合結構具有較高的表面強度以提高耐刮能力。再者，膜層130或聚合物中可添加交聯劑、聚合抑制劑、穩定劑(例如但不限於抗氧化劑、紫外光穩定劑(UV stabilizers))、界面活性劑或上述之類似物或混合物以提高複合結構的抗紫外線能力或達成較長保存期限。在其他實施例中，膜層130可進一步包含腐蝕抑制劑。然而，上述僅是說明 膜層130的添加物組成、附加功能/名稱的可能性，並非用於限制本發明。
較佳地，膜層130的製程(例如沉積時間)可被控制，使得膜層130的厚度薄到足以使金屬奈米線140能夠外露於膜層130的表面(例如小於約90奈米)。值得說明的是，為了使圖示清楚，本發明針對觸控面板的剖視圖均將金屬奈米線140嵌入膜層130而不顯露出來。
較佳地，所形成之金屬奈米線140可進一步進行後處理以提高其導電度，此後處理可為包括如加熱、電漿、電暈放電、UV臭氧或壓力之過程步驟。例如，在固化形成金屬奈米線層之步驟後，可利用滾輪施加壓力於其上，在一實施例中，可藉由一或多個滾輪向金屬奈米線層施加50至3400psi之壓力，較佳為可施加100至1000psi、200至800psi或300至500psi之壓力。於部分實施方式中，可同時進行加熱與壓力之後處理；詳言之，所形成之金屬奈米線140可經由如上文所述之一或多個滾輪施加壓力，並同時加熱，例如由滾輪施加之壓力為10至500psi，較佳為40至100psi；同時將滾輪加熱至約70℃與200℃之間，較佳至約100℃與175℃之間，其可提高金屬奈米線140及/或塗佈層之導電度。於部分實施方式中，金屬奈米線140較佳可暴露於還原劑中進行後處理，例如由奈米銀線組成之金屬奈米線140較佳可暴露於銀還原劑中進行後處理，銀還原劑包括硼氫化物，如硼氫 化鈉；硼氮化合物，如二甲基胺基硼烷(DMAB)；或氣體還原劑，諸如氫氣(H2)。而所述的暴露時間約10秒至約30分鐘，較佳約1分鐘至約10分鐘。而上述施加壓力之步驟可依實際的需求實施在塗佈膜層130的步驟之前或之後。
再來，參考第4圖至第4B圖，如步驟S2，進行圖樣化步驟，將透明導電層(即膜層130與金屬奈米線140所形成的複合結構)進行圖案化，例如利用蝕刻進行圖案化，具體作法可使用圖案化光罩(圖未示)於透明導電層上，其中圖案化光罩具有對應於周邊區PA的第一圖案光罩以及顯示區VA的第二圖案光罩，第一圖案光罩的圖案則用以定義出後續欲形成的周邊線路120之圖樣，周邊線路120的數量可為一個或多個；第二圖案光罩的圖案則用以定義出後續欲形成的觸控感應電極TE之圖樣，觸控感應電極TE的數量可為一個或多個。更詳細的說，以圖案化光罩為遮罩，而對圖案化光罩所未遮蔽的複合結構中的金屬奈米線140進行蝕刻，以形成周邊線路120及觸控感應電極TE。在上述的蝕刻步驟中，如第4A圖所示，位於顯示區VA之透明導電層會被蝕刻液依照前述第二圖案光罩的圖案蝕刻而定義出觸控感應電極TE及非導電區域136的圖樣；同時，如第4B圖所示，位於周邊區PA之透明導電層也會被蝕刻液依照前述第一圖案光罩的圖樣而被蝕刻而定義出為周邊線路120及非導電區域136。舉例而言，當金屬奈米線140為奈米銀線時，可以選用磷酸/鹽酸 作為蝕刻液。或者，於其他實施方式中，也可以選用硝酸、磷酸、鹽酸、其組合或其他適當的材料作為蝕刻液。蝕刻液會將未被圖案化光罩所遮蔽之膜層130中的金屬奈米線140移除，由於此蝕刻液並不容易蝕刻膜層130，因此會將透明的膜層130遺留下來。如此一來，未被圖案化光罩所遮蔽的透明導電層可形成導電性較差或不具導電性的非導電區域136，而被圖案化光罩所遮蔽的透明導電層則可形成具有良好導電性的周邊線路120(位於周邊區PA)及觸控感應電極TE(位於顯示區VA)。簡而言之，此步驟在於移除部分的金屬奈米線140以在顯示區VA及周邊區PA均形成非導電區域136，而殘留下來的金屬奈米線140就形成周邊線路120(位於周邊區PA)及觸控感應電極TE(位於顯示區VA)。
更詳細的說，上述的蝕刻步驟是利用蝕刻液或溶劑滲入膜層130將未被圖案化光罩所遮蔽的透明導電層中之金屬奈米線140加以去除，例如進行一過蝕刻(over-etch)步驟(或稱完全蝕刻)，使未被圖案化光罩所遮蔽的透明導電層中之金屬奈米線140被完全移除，也就是說，經過蝕刻之後，未被圖案化光罩所遮蔽的透明導電層之中並未殘留有金屬奈米線140(即金屬奈米線140的濃度為零)，而僅剩下膜層130，以定義出非導電的絕緣區域。從上述步驟可知，顯示區VA中的觸控感應電極TE是由未被蝕刻的透明導電層所構成，而其他區域(即非電極區或非導電區域136)則是經過蝕刻 所殘留的膜層130所構成；同樣地，周邊區PA中的周邊線路120是由未被蝕刻的透明導電層所構成，而其他區域(即非周邊線路區或非導電區域136)則是經過蝕刻所殘留的膜層130所構成。再者，由於仍有膜層130殘留於相鄰的電極之間，故本實施例中，製作膜層130的聚合物較佳為非導電聚合物。
再來，參考第5圖至第5B圖，如步驟S3，將保護層150成型於觸控感應電極TE上。在一實施例中，保護層150設置於顯示區VA，故會覆蓋顯示區VA中的觸控感應電極TE及經過蝕刻所殘留的膜層130(如第5A圖及第5B圖)，保護層150可避免觸控感應電極受到後續無電鍍/電鍍製程的影響，再者，保護層150可以提高產品的耐用度。
保護層150的材料可以選擇與膜層130相同的聚合物，亦可以根據實際所需選擇適當的材料。較佳地，保護層150可選用透明且具有抗酸鹼、抗刮性質之材料。在另一實施例中，保護層150的材料可以選擇不同於膜層130，例如將一種光阻型材料(如乾膜)貼附於顯示區VA以保護觸控感應電極TE不受後續製程的影響；且不論保護層150的材料，在後續導電層160的製程結束後，亦可將視產品要求將保護層150予以移除。
再來，參考第6圖至第6B圖，如步驟S4，將導電層160成型於位於周邊區PA的複合結構(即周邊線路120)上，導電層160可構成一低阻抗的訊號傳輸線路，換言之， 可用導電層160提高周邊線路120的導電性，導電層160可利用電鍍、無電鍍或以上兩種製程之組合加以製作。在一實施例中，導電層160是利用無電鍍方式製作，即在無外加電流的情況下藉助合適的還原劑，使鍍液中金屬離子在金屬觸媒催化下還原成金屬並鍍覆於其表面，此過程稱之為無電鍍(electroless plating)也稱為化學鍍(chemical plating)或自身催化鍍(autocatalytic plating)，是故，本實施例之導電層160亦可稱作無電鍍層、化學鍍層或自身催化鍍層。由第6A圖可以看出，保護層150披覆於顯示區VA，故在顯示區VA之觸控感應電極TE並不會受到無電鍍溶液的作用或影響。由第6A、6B圖可以看出，導電層160成型於周邊線路120上，而不會成形於位於周邊區PA的非導電區域136上。
值得說明的是，為了圖示之清晰，第6圖中的導電層160的寬度略小於周邊線路120的寬度，但此並非用以限制本發明，換言之，導電層160的寬度可能因無電鍍製程參數的調整而大於、小於或等於周邊線路120的寬度。
在一實施例中，導電層160可為一單層結構，例如一無電鍍銅層，第9A圖顯示上述周邊線路120的SEM照片，而第9B圖則顯示無電鍍銅層披覆於上述周邊線路120的SEM照片；在另一實施例中，導電層160可為一多層的堆疊結構(stack-up)，例如兩層堆疊結構，其可包括一無電鍍銅層與一無電鍍鎳層之組合，其具體作法可為：先將上述步驟完 成的半成品(即基板110、圖樣化後之複合結構與保護層150)浸入第一無電鍍液，例如主成分為硫酸銅之鍍液，其組成可為但不限於：濃度為5g/L之硫酸銅(copper sulfate)，濃度為12g/L之乙二胺四乙酸(ethylenediaminetetraacetic acid)，濃度為5g/L之甲醛(formaldehyde)，無電鍍銅鍍液之pH以氫氧化鈉(sodium hydroxide)調整為約11~13，鍍浴溫度為約50~70。℃，浸泡的反應時間為1~5分鐘；在進行無電鍍之反應時，銅材料可在具有催化能力的金屬奈米線140(如銀奈米線)上成核，而後靠銅的自我催化繼續成長銅膜，也就是說，由於位於周邊區PA之周邊線路120中的金屬奈米線140所提供的導電性與催化特性，不須使用額外的活化層，就可以直接在周邊線路120進行無電鍍銅的反應。接著，再浸入第二無電鍍液，例如主成分為硫酸鎳之鍍液，其組成可為但不限於：濃度為35g/L之硫酸鎳(nickel sulfate)，濃度為50g/L之氯化銨(NH4Cl)，濃度為50g/L之檸檬酸(citric acid)及濃度為15g/L之次磷酸鈉(sodium hypophosphite)，無電鍍鎳鍍液之pH以氨水(ammonium hydroxide)調整為約8~10，鍍浴溫度為約40~60℃，浸泡的反應時間為10~60秒，同樣進行無電鍍鎳反應並覆蓋於無電鍍銅層外形成無電鍍鎳層，以雙層疊構的導電層160來說，無電鍍銅層可以提高周邊線路120的導電性；而無電鍍鎳層可以提高周邊線路120及無電鍍銅層的抗氧化能力及抗化學腐蝕能力。在另一實施例中，導電層160 可為一多層的堆疊結構(stack-up)，例如三層堆疊結構，其可包括無電鍍銅層、無電鍍鎳層與無電鍍鈀(Pb)層之組合。
在另一實施例中，為了提高無電鍍銅層的厚度，可加入一增厚步驟，如電鍍製程，其電鍍液組成可為但不限於：濃度為200g/L之硫酸銅(copper sulfate)，濃度為80g/L之硫酸(sulfuric acid)，濃度為50mg/L之氯離子(chloride ion)，pH調整為約3~5，電流密度為約1~10A/dm2，鍍浴溫度為約25~45℃。而上述無電鍍製程與電鍍製程的順序可依實際的需求調整，並不以本文為限，例如依序製作電鍍銅層、無電鍍銅層及無電鍍鎳層。在其他實施例中，增厚步驟可為另一個無電鍍製程，例如利用組成不同於上述第一無電鍍銅液的鍍液進行無電鍍銅製程以提高無電鍍銅層之厚度。
在另一實施例中，導電層160可為任意兩種或以上金屬的核-殼結構(core-shell)所構成的鍍層，例如但不限於Cu core-Ni shell、Cu core-Mo shell、Cu core-Pd shell、Cu core-Ni/Pd shell或Ag core-Cu/Ni shell。例如，可先如上述進行無電鍍銅的化學反應以沉積無電鍍銅層，再利用硼氫化鈉(NaBH4，98%)混入乙二醇中作為還原劑，將鎳離子(例如將氯化鎳，NiCl2‧6H2O加入上述溶液中)還原成鎳金屬，而鎳金屬就會以異質成核的形式在銅層上形成Cu core-Ni shell的核-殼結構。在另一實施例中，導電層160可為複合材料之 核-殼結構(core-shell)所構成的鍍層，例如微米級高分子材料(如聚苯乙烯)/銀之複合導電顆粒。
在一具體實施例中，核-殼結構可成型在金屬奈米線140上，或是部分或完全地包覆金屬奈米線140；而核-殼結構可為任一形狀，例如其截面可為圓形或六邊形等。
在一具體實施例中，藉由無電鍍銅層，可將奈米銀線之周邊線路120的片電阻由60Ω/□(ohm/square)降低至0.1Ω/□(ohm/square)。
至此，本實施例之觸控面板已被製作完成，位於顯示區VA之觸控感應電極TE可用於感測使用者的觸碰位置或手勢，位於周邊區PA的周邊線路120則電性連接於觸控感應電極TE，以將觸控感應電極TE測得的感測訊號傳送至一外部控制器(圖未示)，而周邊線路120上設置有導電層160，導電層160可以降低本實施例之觸控面板的電路阻抗，以達到較佳的電訊號特性。另一方面，顯示區VA之觸控感應電極TE上設置有保護層150，故在顯示區VA之觸控感應電極TE並不會受到無電鍍溶液的影響，換言之，顯示區VA之觸控感應電極TE之物理性質，諸如透光性、霧度、導電性等均不受無電鍍步驟的影響，而保護層150亦可提高本實施例之觸控面板的抗酸鹼等性質，故具有較佳的耐用度。在另一實施方式中，保護層150可被移除。
在一實施例中，周邊線路120更具有接合墊 (bonding pad)170，其上同樣設置有導電層160，如第6圖所示。故後續將一外部電路板，如軟性電路板連接於觸控面板之步驟(即bonding步驟)時，接合墊170上之導電層160即可直接與軟性電路板進行焊接而形成導電通路。在另外的實施方式中，也可以在接合墊170上之導電層160形成其他焊接輔助層(圖未示)，再與軟性電路板進行焊接等bonding步驟。因此，整體來說，導電層160與周邊線路120會形成一種低阻抗的訊號傳遞路徑，其用於傳輸觸控感應電極TE與前述外部控制器之間的控制訊號及觸控感應訊號，而由於其低阻抗之特性，實有助於降低訊號傳輸的耗損。
本實施例之觸控面板為一種單面非跨接式(non-cross)的觸控面板，而本發明的製程方法可應用於其他結構的觸控面板。
在一實施例中，更可包含一前處理步驟，以較佳地將周邊區PA之周邊線路120中的金屬奈米線140裸露出膜層130的表面。例如可利用電漿處理步驟，以電漿移除周邊線路120中部分的膜層130，使金屬奈米線140裸露出來，更詳細地說，利用氬(Ar)電漿對膜層130進行所述的處理，氬(Ar)電漿的參數可為功率：200~400W、氣體流量：50~100ml/min、氣體壓力：10~50pa、處理時間：60~120sec。而所述的前處理步驟可在保護層150的成型步驟之前或之後實施，例如在保護層150的成型步驟之後實施上述的電漿處 理，電漿可以同時針對周邊區PA及顯示區VA進行處理，位於周邊區PA之膜層130會被電漿去除一部分而裸露出金屬奈米線140；而顯示區VA中的保護層150也會被電漿去除一部分，但保護層150下方的膜層130與金屬奈米線140則不被電漿所影響。
第7A圖至第7B圖則顯示上述觸控面板的另一種實施態樣，其中第7A圖為第6A圖的變化實施結構，第7B圖為第6B圖的變化實施結構。在此實施態樣中，顯示區VA及周邊區PA中的非導電區域136中仍有金屬奈米線140分布於其中，但位於非導電區域136的膜層130中的金屬奈米線140之濃度低於一滲透臨限值(percolation threshold)。一般而言，膜層130與金屬奈米線140之複合結構之導電度主要由以下因素控制：a)單一金屬奈米線140之導電度、b)金屬奈米線140之數目、及c)該等金屬奈米線140之間的連通性(又稱接觸性)；若金屬奈米線140之濃度低於滲透臨限值(percolation threshold)，由於膜層130中之金屬奈米線140間隔太遠，因此非導電區域136中的複合結構之整體導電度為零，意即金屬奈米線140並未提供連續電流路徑，而無法形成一導電網路(conductive network)，也就是說非導電區域136中的金屬奈米線140所形成的是非導電網路(non-conductive network)。如第7A圖所示，顯示區VA的非導電區域136中具有濃度低於滲透臨限值之金屬奈米線140，而保護層150則覆蓋在非導電區 域136(即具有濃度低於滲透臨限值之金屬奈米線140的區域)與觸控感應電極TE(即具有濃度高於滲透臨限值之金屬奈米線140的區域)上；又第7B圖所示，周邊區PA的非導電區域136中具有濃度低於滲透臨限值之金屬奈米線140，而導電層160覆蓋於周邊線路120(即具有濃度高於滲透臨限值之金屬奈米線140的區域)上，非導電區域136(即具有濃度低於滲透臨限值之金屬奈米線140的區域)則裸露於導電層160。值得說明的是，非導電區域136中填入低濃度的金屬奈米線140，可使得非導電區域136與導電區域之間具有更相近的光學特性，例如顯示區VA中的非導電區域136與導電區域(如觸控感應電極TE)之間的光折射率更為近似，故在使用者透過本觸控面板觀看顯示器所顯示的畫面時，具有更一致性的顯示表現，換言之，使用者更不容易在視覺上發現非導電區域136與導電區域之間的界線。
使非導電區域136中具有濃度低於滲透臨限值之金屬奈米線140的具體作法可如下但不限於：在步驟S2之圖樣化步驟時，控制蝕刻的參數，例如縮短蝕刻的時間或降低蝕刻液的濃度以進行不完全蝕刻，使非導電區域136中的膜層130殘留有濃度低於滲透臨限值之金屬奈米線140。值得說明的是，第7A圖與第7B圖中使用不同的符號代表不同濃度的金屬奈米線140，其中”V”表示濃度高於滲透臨限值之金屬奈米線140，而”○”表示濃度低於滲透臨限值之金屬奈米 線140。
第8圖則顯示本發明之觸控面板的另一實施例，其為一種單面架橋式(bridge)的觸控面板。此實施例與上述實施例的差異在於，將成形於基板110上之透明導電層(即膜層130與金屬奈米線140所形成的複合結構)進行圖案化的步驟包括：將位於顯示區VA之透明導電層蝕刻出沿第一方向D1排列的第一觸控感應電極TE1、沿第二方向D2排列的第二觸控感應電極TE2及電性連接兩相鄰之第一觸控感應電極TE1的連接電極CE，並將位於周邊區PA之透明導電層蝕刻出對應第一觸控感應電極TE1及第二觸控感應電極TE2的周邊線路120；接著形成絕緣塊164於連接電極CE上，例如以二氧化矽形成絕緣塊164；最後形成橋接導線162於絕緣塊164上，例如以銅形成橋接導線162，並使橋接導線162連接於第二方向D2上相鄰的兩個第二觸控感應電極TE2；絕緣塊164位於連接電極CE與橋接導線162之間，以將連接電極CE以及橋接導線162電性隔絕，以使第一方向D1與第二方向D2上的觸控電極彼此電性隔絕。
後續再如同前述實施例，進行保護層150及導電層160的成型步驟，具體做法可參考前文，於此不再贅述。
除了上述單層式的觸控面板，本發明之製程亦可適用於雙層式的觸控面板，換言之，先分別在基板110的相對兩面上製作觸控感應電極TE及周邊線路120，再依照上 述的做法在基板110的相對兩面上形成保護層150於觸控感應電極TE上及形成導電層160於周邊線路120上。
本發明之部分實施方式中，透過蝕刻透明導電層之步驟而同時形成位於顯示區之觸控感應電極及位於周邊區之周邊線路，可省去傳統需要額外製作周邊金屬引線之步驟，因此達到減少製作成本並提高生產良率之效果。
本發明之部分實施方式中，透過將保護層設置於位於顯示區之觸控感應電極上，藉由保護層之作用，使產品得以通過較嚴格的耐環測試；且由於本發明之觸控感應電極及周邊線路是由同層透明導電層所製成，故無傳統的搭接結構，因此即便使用保護層進行觸控感應電極之保護，也不會有搭接結構之接觸阻抗上升的問題。
本發明之部分實施方式中，透過將保護層設置於位於顯示區之觸控感應電極上，藉由保護層之作用，使產品得以通過較嚴格的耐環測試；且由於本發明之觸控感應電極及周邊線路是由同層透明導電層所製成，故無傳統的搭接結構，因此即便使用保護層進行觸控感應電極之保護，也不會有搭接結構之接觸阻抗上升的問題。
本發明之部分實施方式中，透過將導電層形成於周邊線路上，所述之導電層具有修補周邊線路的輔助效果，例如若製程中產生刮傷造成周邊線路中的金屬奈米線斷線而形成電路的斷路，可透過導電層之覆蓋而修補金屬奈米 線斷線造成的電路斷路。
本發明之部分實施方式，可提高顯示區之觸控感應電極的耐用性，並同時形成一低阻抗之導電線路。
本發明之部分實施方式中，所述的製程可同時大量批次進行單面或雙面的觸控面板之製作。
雖然本發明已以多種實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

Claims (20)

  1. 一種觸控面板的製作方法，包括：提供一基板，該基板具有一顯示區與一周邊區；提供一設置於該顯示區上之觸控感應電極及一設置於該周邊區上之周邊線路，該觸控感應電極電性連接於該周邊線路，其中該觸控感應電極與該周邊線路是由一至少包括金屬奈米線之透明導電層經圖案化後所形成；提供一設置於該觸控感應電極上之保護層；以及提供一設置於該周邊線路上之導電層，其中該導電層是利用電鍍、無電鍍或以上兩種製程之組合所製作。
  2. 如請求項1所述之觸控面板的製作方法，其中該提供一設置於該顯示區上之觸控感應電極及一設置於該周邊區上之周邊線路包括：提供一膜層，其中該金屬奈米線係嵌設於該膜層中形成導電網路，該膜層與該金屬奈米線共同形成該透明導電層；以及圖案化該透明導電層以在該顯示區及該周邊區均形成一非導電區域，以定義出該觸控感應電極及該周邊線路。
  3. 如請求項2所述之觸控面板的製作方法，其 中該金屬奈米線突出於該膜層的表面。
  4. 如請求項2所述之觸控面板的製作方法，更包括一前處理步驟，以將該周邊線路之該金屬奈米線裸露出該膜層的表面。
  5. 如請求項2所述之觸控面板的製作方法，其中該保護層的材料與該膜層的材料相同或不相同。
  6. 如請求項2所述之觸控面板的製作方法，其中該膜層中添加有交聯劑、聚合抑制劑、抗氧化劑、紫外光穩定劑、界面活性劑、腐蝕抑制劑或上述的混合物。
  7. 如請求項1所述之觸控面板的製作方法，其中該提供一設置於該周邊線路上之導電層包括：進行一無電鍍步驟將一無電鍍銅層與一無電鍍鎳層成型於該周邊線路上。
  8. 如請求項7所述之觸控面板的製作方法，其中該提供一設置於該周邊線路上之導電層更包括：進行一電鍍步驟將一電鍍銅層成型於該無電鍍銅層上。
  9. 如請求項1所述之觸控面板的製作方法，其中該提供一設置於該周邊線路上之導電層包括：進行一無電鍍步驟將一無電鍍銅層成型於該週邊線路上。
  10. 如請求項1所述之觸控面板的製作方法，其中該提供一設置於該周邊線路上之導電層包括：進行一無電鍍步驟將一具有核-殼結構(core-shell)的該導電層成型於該周邊線路上。
  11. 如請求項1所述之觸控面板的製作方法，其中更包括一去除該保護層之步驟。
  12. 一種觸控面板，包含：一基板，其中該基板具有一顯示區與一周邊區；一設置於該顯示區上之觸控感應電極及一設置於該周邊區上之周邊線路，其中該觸控感應電極電性連接於該周邊線路，其中該觸控感應電極與該周邊線路至少包括金屬奈米線；以及一設置於該周邊線路上之導電層，其中該導電層為一無電鍍層、一電鍍層或以上兩種之組合。
  13. 如請求項12所述之觸控面板，更包括：一設置於該基板上之膜層，其中該顯示區及該周邊區 均具有一導電區域及一非導電區域，該金屬奈米線係嵌設於位於該導電區域之該膜層中形成導電網路，位於該周邊區之該導電區域中的該膜層與該金屬奈米線共同形成該周邊線路，而位於該顯示區之該導電區域中的該膜層與該金屬奈米線共同形成該觸控感應電極。
  14. 如請求項13所述之觸控面板，其中該金屬奈米線突出於該膜層的表面。
  15. 如請求項13所述之觸控面板，更包括一設置於該觸控感應電極上之保護層。
  16. 如請求項15所述之觸控面板，其中該保護層的材料與該膜層的材料相同或不相同。
  17. 如請求項13所述之觸控面板，其中該膜層中添加有交聯劑、聚合抑制劑、抗氧化劑、紫外光穩定劑、界面活性劑、腐蝕抑制劑或上述的混合物。
  18. 如請求項12所述之觸控面板，其中該導電層具有堆疊結構(stack-up)。
  19. 如請求項18所述之觸控面板，其中該堆疊結構包括一無電鍍銅層及一無電鍍鎳層，或者該堆疊結構包括一無電鍍銅層、一電鍍銅層及一無電鍍 鎳層
  20. 如請求項12所述之觸控面板，其中該導電層具有核-殼結構(core-shell)。
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