TW202111508A - 金屬感測電極結構與其製作方法、以及使用該金屬感測電極結構的觸控顯示裝置 - Google Patents

Abstract

本發明以一第一光學膠層、一第一金屬感測電極層、一第二光學膠層、以及一第二金屬感測電極層組成一種新式的金屬感測電極結構。特別地，本發明之金屬感測電極結構不使用任何透明聚合物基板，因此具有高透光率、超輕、及超薄之顯著優點。同時，由於本發明之金屬感測電極結構不具有聚合物基材，是以不會產生干涉條紋(例如:彩虹紋)與黑視(blackout)等問題。因此，本發明之金屬感測電極結構可以應用在任何一種觸控顯示裝置之中，以作為該觸控顯示裝置之一觸控感測器。所述觸控顯示裝置可以是LCD觸控顯示裝置、OLED觸控顯示裝置、Mini LED觸控顯示裝置、或Micro LED觸控顯示裝置。

Description

金屬感測電極結構與其製作方法、以及使用該金屬感測電極結構的觸控顯示裝置

本發明係關於觸控面板(Touch panel)之技術領域，尤指直接將一金屬感測電極層與另一金屬感測電極層直接連接至一光學膠層(Optically Clear Adhesive, OCA)二表面的一種金屬感測電極結構。同時，本發明還揭示具有用以製造此金屬電極感測結製程方法，同時還揭示具有此金屬感測電極結構的觸控顯示裝置。

已知的，觸控面板通常包含一透明基板以及製作在該透明基板之上的一層或兩層以上的金屬電極層，且習知技術也已經提出金屬電極層的多種不同結構設計。舉例而言，一電容式觸控面板可能包含單層金屬電極結構或雙層金屬電極結構。在使用者的手指接觸金屬電極層之一特定位置的情況下，手指靜電會使得金屬電極層的該特定位置產生電容值變化，因此，在接收金屬電極層所傳送的一觸控感測訊號(Touch sensing signal)之後，後端的訊號處理電路便能夠在完成相關訊號處理及計算之後，得知所述特定位置所對應的該電容式觸控面板之一座標位置。

目前，由氧化銦錫(Indium Tin Oxide, ITO)、氧化銦錫/銀/氧化銦錫(ITO/Ag/ITO)、奈米銀絲(Silver nanowire, AgNW)、或鹵化銀(Silver halide, AgX)所製成的透明導電膜被廣泛地應用為觸控面板之金屬電極層。並且，在實際應用之後，奈米銀絲(AgNW)和鹵化銀(AgX)已經被證實其顯示出遷移(migration)的不可靠問題。另一方面，隨著All-in-one PC、大尺寸筆記型電腦、與大型觸控螢幕之市場需求的逐漸增加，前述ITO透明導電膜因具有過高的材料成本和(面)電阻之問題，因此也被認為不適合被應用作為大尺寸觸控面板之金屬電極層。

因此，有鑑於奈米銀絲(AgNW)和鹵化銀(AgX)之透明導電膜具有可靠度的問題以及ITO透明導電膜無法被應用於大尺寸觸控面板之製作，一種由金屬網格(Metal Mesh)製成的透明導電膜被開發出來且被應用於作為觸控面板之金屬電極層。目前，使用金屬網格之觸控面板及/或透明導電基板的主要供應商包括：日本東麗(Toray Japan)、日本住友(Sumitomo Japan)、日本國際牌(Panasonic Japan)、與台灣鼎展電子(Flextek Taiwan)。製作使用金屬網格之觸控面板時，不約而同地，四家供應商皆使用薄膜成長技術(例如：真空濺鍍(sputtering)或真空蒸鍍(evaporation))配合厚膜成長技術(例如：電鍍(electroplating)或化學鍍(Chemical plating))進以在一透明塑膠基材(Transparent plastic substrate)的表面製作出一銅層。

值得說明的是，真空濺鍍(sputtering)或真空蒸鍍(evaporation)的確可以製作出緻密的銅膜，但其鍍率(deposition rate)不高導致緻密銅膜的增厚效率差且產出速度亦非常的慢。除此之外，前述緻密銅膜的厚度通常等於或低於2微米(µm)，因此，在鍍覆有薄銅膜層的透明塑膠基材繼續地進行後段製程時，所述薄銅膜層特別容易受到損壞，甚至沾附在蝕刻機台之滾輪上的灰塵也可能造成薄銅膜層之損壞。另一方面，銅層厚度若大於2微米則會影響到蝕刻後金屬電極的精細度，且金屬電極表面的黑化層之耐蝕性與耐酸鹼能力亦是影響金屬電極可靠度的關鍵之一。

圖1顯示習知的一種觸控顯示裝置的架構圖。如圖1所示，習知的觸控顯示裝置TPa包括：一金屬網格觸控面板1a、一液晶顯示模組(Liquid crystal module, LCM)2a、以及一玻璃蓋板(Cover glass)3a；其中，該金屬網格觸控面板1a與該玻璃蓋板3a組成所謂的GFF(Glass-Film-Film structure)觸控感測器，且該金屬網格觸控面板1a包括一第一透明導電基板11a及一第二透明導電基板15a。由圖1可知，該第一透明導電基板11a與該第二透明導電基板15a係透過一第一光學膠(OCA)12a而相互疊合。並且，該第一透明導電基板11a進一步透過一第二光學膠13a而疊合在該液晶顯示模組2a之上，且該玻璃蓋板3a則透過一第三光學膠14a而疊合在該第二透明導電基板15a之上。

更詳細地說明，該第一透明導電基板11a包括一第一PET基板111a與形成於該第一PET基板111a之上的一第一銅電極層112a，且該第二透明導電基板15a包括一第二PET基板151a與形成於該第二PET基板151a之上的一第二銅電極層152a。值得說明的是，該第一銅電極層112a係以一金屬網格的方式呈現，且使用作為一傳送電極(Transitive electrode, Tx)層。另一方面，該第二銅電極層152a亦以金屬網格的方式呈現，但使用作為一接收電極(Receive electrode, Rx)層。

圖2顯示習知的另一種觸控顯示裝置的架構圖。如圖2所示，習知的另一種觸控顯示裝置TPb包括：一金屬網格觸控面板1b、一液晶顯示模組(LCM)2b、以及一玻璃蓋板3b，其中該金屬網格觸控面板1b與該玻璃蓋板3b組成所謂的GF2觸控感測器。並且，該金屬網格觸控面板1b係透過一層光學膠15b而疊合在該液晶顯示模組2b之上，且該玻璃蓋板3b則透過另一層光學膠16b而疊合在該金屬網格觸控面板1b之上。由圖2可知，該金屬網格觸控面板1b包括一PET基板11b、形成於該PET基板11b之表面上的一第一銅電極層12b、以及形成於該PET基板11b之底面上的一第二銅電極層13b。值得說明的是，該第一銅電極層12b係以一金屬網格的方式呈現，且使用作為一接收電極(Receive electrode, Rx)層。另一方面，該第二銅電極層13b亦以金屬網格的方式呈現，且使用作為一傳送電極(Transitive electrode, Tx)層。

透過圖2與圖1可以發現，GF2觸控感測器係相對於GFF觸控感測器而顯示出較為輕薄之特色，原因在於GFF觸控感測器於結構組成上更包含一層光學膠(OCA)和一塊PET基板。然而，不論是GFF觸控感測器或GF2觸控感測器，其所包含之金屬網格觸控面板(1a, 1b)的疊構都是先在一個塑膠基材(如PET)上鍍製一金屬層，接著再使用黃光製程將所述金屬層圖案化成金屬電極，之後再利用光學膠(OCA)與玻璃蓋板和液晶顯示模組(LCM)進行疊合。長期涉及GF2觸控感測器及/或GFF觸控感測器之設計與製作的工程師必然知道，光學級的PET基板存在著產生彩虹紋(rainbow)與黑視(blackout)的問題。在使用由環烯烴聚合物(Cyclic Olefins Polymer, COP)、環烯烴共聚合物(Cyclic Olefins Copolymet, COC)、透明聚醯雅亞銨(Clear Polyimide, CPI)、或高相位差膜(Super Retardation Film, SRF)所製成的透明基板取代原本的PET基板之後，前述問題即獲得解決。然而， COP、CPI和SRF除了具有材料單價過高的問題之外，其性價比也不高。除此之外，COP基板和SRF基板於進行真空濺鍍製程或真空蒸鍍製程的過程中還會因為熱累積而變形。

由上述說明可知，目前市面上仍未推出可以直接地在無透明聚合物基材上設計製作出厚度大於2微米(µm)的金屬感測電極層之技術，同時也未推出具超輕薄特性的透明導電基板及/或觸控面板。基於上述緣由，本案之發明人係極力地研究發明，最終開發出本發明之一種金屬感測電極結構與其製作方法、以及使用該金屬感測電極結構的一種觸控顯示裝置。

本發明之主要目的在於提供一種金屬感測電極結構。本發明以一第一光學膠層、一第一金屬感測電極層、一第二光學膠層、以及一第二金屬感測電極層組成一種新式的金屬感測電極結構。特別地，本發明之金屬感測電極結構不使用任何透明聚合物基板，因此具有高透光率、超輕、及超薄之顯著優點。同時，由於本發明之金屬感測電極結構不具有聚合物基材，是以不會產生干涉條紋(例如:彩虹紋)與黑視(blackout)等問題。因此，本發明之金屬感測電極結構可以應用在任何一種觸控顯示裝置之中，以作為該觸控顯示裝置之一觸控感測器。所述觸控顯示裝置可以是LCD觸控顯示裝置、OLED觸控顯示裝置、Mini LED觸控顯示裝置、或Micro LED觸控顯示裝置。

為了達成上述本發明之主要目的，本發明係提供所述金屬感測電極結構之一實施例，其包括： 一第一光學膠層，具有一第一表面和一第二表面； 一第一金屬感測電極層，連接至該第一光學膠層的該第一表面，且包括形成於該第一光學膠層之上的一第一圖案化金屬電極結構、覆蓋該第一圖案化金屬電極結構的一第一黑著膜、以及覆蓋該第一黑著膜的一第一抗氧化膜； 一第二光學膠層，具有一第三表面和一第四表面； 一第二金屬感測電極層，連接至該第二光學膠層的該第三表面，且包括形成於該第二光學膠層之上的一第二圖案化金屬電極結構、覆蓋該第二圖案化金屬電極結構的一第二黑著膜、以及覆蓋該第二黑著膜的一第二抗氧化膜； 其中，該第二金屬感測電極層更連接至該第一光學膠層的該第二表面。

並且，本發明係同時提供所述金屬感測電極結構之一製造方法的實施例，其包括以下步驟： (1)提供一純銅箔； (2)將該純銅箔連接至表面設有一可解黏膠層的一承載基底(Supporting substrate)之上； (3)對前述步驟(2)之產物執行一光刻製程(Photolithography)以獲得一第一層疊結構與一第二層疊結構；其中，該第一層疊結構包括所述承載基底、所述可解黏膠層以及一第一圖案化金屬電極結構，且該第二層疊結構包括所述承載基底、所述可解黏膠層以及一第二圖案化金屬電極結構； (4)對該第一圖案化金屬電極結構和該第二圖案化金屬電極結構執行一表面處理，接著在該第一圖案化金屬電極結構之上依序形成一第一黑著膜和一第一抗氧化膜，且於該第二圖案化金屬電極結構之上依序形成一第二黑著膜和一第二抗氧化膜；其中，該第一圖案化金屬電極結構、覆蓋該第一圖案化金屬電極結構的該第一黑著膜、以及覆蓋該第一黑著膜的該第一抗氧化膜係組成一第一金屬感測電極層，而該第二圖案化金屬電極結構、覆蓋該第二圖案化金屬電極結構的該第二黑著膜、以及覆蓋該第二黑著膜的該第二抗氧化膜係組成一第二金屬感測電極層； (5)提供具有一第一表面和一第二表面的一第一光學膠層，且令該第一層疊結構以其所述第一金屬感測電極層連接至該第一光學膠層的該第一表面，接著移除該第一層疊結構的該承載基底與該可解黏膠層； (6)提供具有一第三表面和一第四表面的一第二光學膠層，且令該第二層疊結構以其所述第二金屬感測電極層連接至該第二光學膠層的該第三表面，接著移除該第二層疊結構的該承載基底與該可解黏膠層；以及 (7)令該第二金屬感測電極層進一步連接至該第一光學膠層的該第二表面，獲得由該第一光學膠層、該第一金屬感測電極層、該第二光學膠層、與該第二金屬感測電極層所組成的一金屬感測電極結構。

於前述本發明之金屬感測電極結構及其製作方法的實施例中，該純銅箔的厚度係介於2微米至12微米之間，且其為一壓延銅箔(Rolled copper foil)或一電解銅箔(Electrodeposited copper foil)。

於前述本發明之金屬感測電極結構及其製作方法的實施例中，該步驟(4)係使用一酸性溶液去除該純銅箔表面的一抗蝕層與一氧化層以完成所述表面處理，且該酸性溶液為下列任一者：硫酸、硝酸、鹽酸、甲酸、乙酸、蘋果酸、檸檬酸、上述任兩者之混合物、或上述任兩者以上之混合物。

於前述本發明之金屬感測電極結構及其製作方法的實施例中，該酸性溶液係添加有微量的雙氧水。

於前述本發明之金屬感測電極結構及其製作方法的實施例中，該第一黑著膜與該第二黑著膜的厚度係介於1奈米至1微米之間，且其製造材料為下列任一者：硒化銅(CuSe)、氧硒化銅(CuSe_x O_1-x )、氧化銅(CuO_x )、硫化銅(CuS)、或氧硫化銅(CuS_x O_1-x )。

於前述本發明之金屬感測電極結構及其製作方法的實施例中，所述第一抗氧化膜係藉由將一有機緩蝕劑塗佈在覆有該第一黑著膜的該第一圖案化金屬電極結構之上而形成，且將該有機緩蝕劑塗佈在覆有該第二黑著膜的該第二圖案化金屬電極結構之上即形成所述第二抗氧化膜。

於前述本發明之金屬感測電極結構及其製作方法的實施例中，該第一抗氧化膜與該第二抗氧化膜的厚度係介於1奈米至1微米之間，且該有機緩蝕劑為下列任一者：苯並三氮唑(1,2,3-benzotriazole, BTA)、甲基苯並三氮唑(5-methyl-1H-benzotriazole, TTA)、巰基苯並噻唑(Mercaptobenzothiazole, MBT)、苯並三氮唑鈉(Sodium salt of 1,2,3-benzotriazole, BTA•Na)、巰基苯並噻唑鈉(Sodium salt of mercaptobenzothiazole, MBT•Na)、甲基苯並三氮唑(Sodium salt of 5-methyl-1H-benzotriazole, TTA•Na)、甲基異噻唑啉酮(Methylchloroisothiazolinone, CMIT)、和上述單一或多種材料與聚氨酯或丙烯酸樹酯等混和物。

於前述本發明之金屬感測電極結構及其製作方法的實施例中，該承載基底為一PET基材，且其厚度係介於12微米至300微米之間。

於前述本發明之金屬感測電極結構及其製作方法的實施例中，該可解黏膠層的厚度係介於10微米至375微米之間，且其為下列任一者：壓克力壓感膠(Acrylic pressure sensitive adhesive (PSA))、紫外光可解黏膠帶、或熱可解黏膠帶。

於前述本發明之金屬感測電極結構及其製作方法的實施例中，該可解黏膠層RA的一初始黏著力係大於0.2N/25mm，且在對該可解黏膠層RA執行一解黏處理後，該可解黏膠層RA之一解黏後的黏著力係小於0.02N/25mm。

於前述本發明之金屬感測電極結構及其製作方法的實施例中，該第一光學膠層與該第二光學膠層的製造材料為下列任一者：熱塑性聚氨酯彈性體 (Thermoplastic polyurethanes, TPU)或壓克力(Acrylic)。

進一步地，本發明同時提供使用所述金屬感測電極結構之一觸控顯示裝置的實施例，其包括： 如前所述之金屬感測電極結構； 一玻璃、塑膠或含硬質(HC)塑膠之蓋板，連接至該第二光學膠層的該第四表面；以及 一第三光學膠層，具有一第五表面與一第六表面，其中該第三光學膠層以其所述第五表面連接至該金屬感測電極結構的該第一金屬感測電極層；以及 一顯示面板模組，連接至該第三光學膠層的該第六表面。

於前述本發明之觸控顯示裝置的實施例中，該顯示面板模組為下列任一者：LCD顯示面板模組、OLED顯示面板模組、Mini LED顯示面板模組、或Micro LED顯示面板模組。

於前述本發明之觸控顯示裝置的實施例中，所述觸控顯示裝置係整合於一電子裝置之中，且該電子裝置為下列任一者：智慧型手機、平板電腦、筆記型電腦、一體式電腦、智慧型手錶、或門口機。

為了能夠更清楚地描述本發明所提出之一種金屬感測電極結構與其製作方法、以及使用該金屬感測電極結構的觸控顯示裝置，以下將配合圖式，詳盡說明本發明之較佳實施例。

金屬感測電極結構

圖3顯示本發明之一種金屬感測電極結構的架構圖。本發明之金屬感測電極結構1具有簡單結構之特色，其包括：一第一光學膠層A1、一第一金屬感測電極層11、一第二光學膠層A2、以及一第二金屬感測電極層12。其中，該第一光學膠層A1與該第二光學膠層A2的厚度係介於12微米至125微米之間，且其具有大於0.2N/25mm的一黏著力。在可行的實施例中，該第一光學膠層A1與該第二光學膠層A2的製造材料可為熱塑性聚氨酯彈性體 (Thermoplastic polyurethanes, TPU)或壓克力(Acrylic)。

如圖3所示，該第一光學膠層A1具有一第一表面A11和一第二表面A12。並且，該第一金屬感測電極層11係連接至該第一光學膠層A1之該第一表面A11，且包括一第一圖案化金屬電極結構111、覆蓋該第一圖案化金屬電極結構111的一第一黑著膜112、以及覆蓋該第一黑著膜112的一第一抗氧化膜113。另一方面，該第二光學膠層A2具有一第三表面A21和一第四表面A22。並且，該第二金屬感測電極層12係連接至該第二光學膠層A2之該第三表面A21，且包括一第二圖案化金屬電極結構121、覆蓋該第二圖案化金屬電極結構121的一第二黑著膜122、以及覆蓋該第二黑著膜122的一第二抗氧化膜123。值得注意的是，該第二金屬感測電極層12更連接至該第一光學膠層A1的該第二表面A12。

依據本發明之設計，所述第一圖案化金屬電極結構111係透過對一純銅箔(Copper foil)施予一光刻製程(Photolithography)而製成。熟悉光刻製程之操作及使用的工程師必然知道，所述光刻製程至少包括上光阻(或乾膜)、曝光、顯影、蝕刻、去光阻(或乾膜)等步驟。同樣地，該第二圖案化金屬電極結構121也是透過對另一所述純銅箔施予所述光刻製程而製成。進一步說明的是，該純銅箔為一壓延銅箔(Rolled copper foil)或一電解銅箔(Electrodeposited copper foil)，且其厚度係介於2微米至12微米之間。較佳地，該純銅箔厚度係介於2微米至6微米之間。

更詳細地說明，該第一黑著膜112與該第二黑著膜122可利用生成法或是置換法製成。在可行的實施例中，該第一黑著膜112與該第二黑著膜122的製造材料可以是硒化銅(CuSe)、氧硒化銅(CuSe_x O_1-x )、氧化銅(CuO_x )、硫化銅(CuS)、或氧硫化銅(CuS_x O_1-x )，且兩者的厚度皆介於1奈米至1微米之間。較佳地，可令該第一黑著膜112與該第二黑著膜122的厚度介於10奈米至0.2微米之間。

再者，將一有機緩蝕物(Corrosion inhibitor)溶於水或其他溶劑之中可獲得一有機緩蝕劑(Corrosion inhibiting agent)。接著，該第一抗氧化膜113係藉由將前述有機緩蝕劑塗佈在覆有該第一黑著膜112的該第一圖案化金屬電極結構111之上而形成，且將該有機緩蝕劑塗佈在覆有該第二黑著膜122的該第二圖案化金屬電極結構121之上即形成所述第二抗氧化膜123。依據本發明之設計，該第一抗氧化膜113與該第二抗氧化膜123的厚度係介於1奈米至1微米之間。較佳地，可令該第一抗氧化膜113與該第二抗氧化膜123的厚度介於10奈米至0.2微米之間。並且，在可行的實施例中，該有機緩蝕物為下列任一者：苯並三氮唑(1,2,3-benzotriazole, BTA)、甲基苯並三氮唑(5-methyl-1H-benzotriazole, TTA)、巰基苯並噻唑(Mercaptobenzothiazole, MBT)、苯並三氮唑鈉(Sodium salt of 1,2,3-benzotriazole, BTA•Na)、巰基苯並噻唑鈉(Sodium salt of mercaptobenzothiazole, MBT•Na)、甲基苯並三氮唑(Sodium salt of 5-methyl-1H-benzotriazole, TTA•Na)、或甲基異噻唑啉酮(Methylchloroisothiazolinone, CMIT)、和上述單一或多種材料與聚氨酯或丙烯酸樹酯等混和物。

由圖1可知，習知的一種金屬網格觸控面板1a包括一第一透明導電基板11a及一第二透明導電基板15a，其中該第一透明導電基板11a包括一第一PET基板111a與形成於該第一PET基板111a之上的一第一銅電極層112a，且該第二透明導電基板15a包括一第二PET基板151a與形成於該第二PET基板151a之上的一第二銅電極層152a。因此，透過圖3與圖1可以輕易地發現，本發明之金屬感測電極結構1不使用任何透明聚合物基材(例如:PET基材)。取而代之的，本發明係將一第一金屬感測電極層11連接至一第一光學膠層A1的第一表面A11，且將另一第二金屬感測電極層12連接至一第二光學膠層A2的第三表面A21，並令該第二金屬感測電極層12更連接至該第一光學膠層A1的該第二表面A12。

並且，由圖2可知習知的另一種金屬網格觸控面板1b包括一PET基板11b、形成於該PET基板11b之表面上的一第一銅電極層12b、以及形成於該PET基板11b之底面上的一第二銅電極層13b。其中，該第一銅電極層12b係以一金屬網格的方式呈現，且使用作為一接收電極(Receive electrode, Rx)層。另一方面，該第二銅電極層13b亦以金屬網格的方式呈現，且使用作為一傳送電極(Transitive electrode, Tx)層。因此，比較圖2和圖1之後，可以得知金屬網格觸控面板1b於結構上已經相較於金屬網格觸控面板1a而顯示出較為輕薄的優點。值得注意的是，由圖3和圖2可知，本發明之金屬感測電極結構1又進一步地相較於金屬網格觸控面板1b而顯得更輕、更薄。主要原因在於，本發明之金屬感測電極結構1不使用任何透明聚合物基材(例如:PET基材)。取而代之的，本發明係將一第一金屬感測電極層11連接至一第一光學膠層A1的第一表面A11，且將另一第二金屬感測電極層12連接至一第二光學膠層A2的第三表面A21，並令該第二金屬感測電極層12更連接至該第一光學膠層A1的該第二表面A12。

易於推知的，在不使用任何聚合物基材的情況下，本發明之金屬感測電極結構1係具有高透光率、超輕、及超薄之顯著優點。同時，由於本發明之金屬感測電極結構1不具有聚合物基材，因此不會產生任何干涉條紋(例如:彩虹紋)與黑視(blackout)的問題。因此，本發明之金屬感測電極結構1可以應用在任何一種觸控顯示裝置之中，例如：LCD觸控顯示裝置、OLED觸控顯示裝置、Mini LED觸控顯示裝置、或Micro LED觸控顯示裝置。

觸控顯示裝置

圖4顯示包含本發明之金屬感測電極結構的一種觸控顯示裝置的架構圖。所述觸控顯示裝置TPD包括：本發明之金屬感測電極結構1、一玻璃、塑膠或含硬質(HC)塑膠之蓋板2、一第三光學膠層A3、以及一顯示面板模組3。前述說明已經清楚揭示本發明之金屬感測電極結構1的結構包括一第一光學膠層A1、一第一金屬感測電極層11、一第二光學膠層A2、與一第二金屬感測電極層12。如圖4所示，該玻璃蓋板2連接至該第二光學膠層A2的該第四表面A22。並且，該第三光學膠層A3具有一第五表面A31與一第六表面A32，其中該第三光學膠層A3以其所述第五表面A31連接至該金屬感測電極結構1的該第一金屬感測電極層11。再者，該一顯示面板模組3連接至該第三光學膠層A3的該第六表面A32。

依據所述觸控顯示裝置TPD的類型之不同，該顯示面板模組3可以是LCD顯示面板模組、OLED顯示面板模組、Mini LED顯示面板模組、或Micro LED顯示面板模組。更進一步地，本發明不限定所述觸控顯示裝置必須是一獨立裝置，其亦可以被整合在一電子裝置之中，使該電子裝置同時具有觸控功能以及顯示功能。所述電子裝置可以是智慧型手機、平板電腦、筆記型電腦、一體式(All-in-One)電腦、智慧型手錶、或門口機。

金屬感測電極結構的製作方法

圖5A與圖5B顯示本發明之一種金屬感測電極結構的製作方法之流程圖，且圖6A至圖6H顯示本發明之金屬感測電極結構的製造流程圖。製作本發明之金屬感測電極結構1時，如圖5A和圖6A所示，係首先執行步驟S1和步驟S2：提供一純銅箔CF，且將該純銅箔CF連接至表面設有一可解黏膠層RA的一承載基底(Supporting substrate)SS之上。繼續地，如圖5A、圖6B和圖6C所示，方法流程係執行步驟S3：對前述步驟S2之產物執行一光刻製程(Photolithography)以獲得一第一層疊結構ST1與一第二層疊結構ST2；其中，該第一層疊結構ST1包括所述承載基底SS、所述可解黏膠層RA以及一第一圖案化金屬電極結構111(如圖6B所示)，且該第二層疊結構ST2包括所述承載基底SS、所述可解黏膠層RA以及一第二圖案化金屬電極結構121(如圖6C所示)。

接著，如圖5A、圖6D和圖6E所示，方法流程係執行步驟S4：對該第一圖案化金屬電極結構111和該第二圖案化金屬電極結構121執行一表面處理，接著在該第一圖案化金屬電極結構111之上依序形成一第一黑著膜112和一第一抗氧化膜113，且於該第二圖案化金屬電極結構121之上依序形成一第二黑著膜122和一第二抗氧化膜123；其中，該第一圖案化金屬電極結構111、覆蓋該第一圖案化金屬電極結構111的該第一黑著膜112、以及覆蓋該第一黑著膜112的該第一抗氧化膜113係組成一第一金屬感測電極層11，而該第二圖案化金屬電極結構121、覆蓋該第二圖案化金屬電極結構121的該第二黑著膜122、以及覆蓋該第二黑著膜122的該第二抗氧化膜123係組成一第二金屬感測電極層12。

本發明所採用的純銅箔CF為一壓延銅箔(Rolled copper foil)或一電解銅箔(Electrodeposited copper foil)，且其厚度係介於2微米至12微米之間。較佳地，該純銅箔CF的厚度係介於2微米至6微米之間。於步驟S4中，係使用一酸性溶液去除該純銅箔CF表面的一抗蝕層與一氧化層以完成所述表面處理。其中，該酸性溶液為下列任一者：硫酸、硝酸、鹽酸、甲酸、乙酸、蘋果酸、檸檬酸、上述任兩者之混合物、或上述任兩者以上之混合物。值得說明的是，在該酸性溶液之中添加微量的雙氧水可以以促進所述表面處理之反應速度，不但可以增加純銅箔CF之表面粗糙度與清潔度，同時也可以提升後續表面黑化層和抗氧化(抗蝕)層對於純銅箔CF之表面的接著力。

並且，該第一黑著膜112和該第二黑著膜122可利用生成法或是置換法製成。在可行的實施例中，該第一黑著膜112和該第二黑著膜122的製造材料可以是硒化銅(CuSe)、氧硒化銅(CuSe_x O_1-x )、氧化銅(CuO_x )、硫化銅(CuS)、或氧硫化銅(CuS_x O_1-x )，且兩者的厚度皆介於1奈米至1微米之間。較佳地，可令該第一黑著膜112與該第二黑著膜122的厚度介於10奈米至0.2微米之間。

由上述說明可知，該第一黑著膜112和該第二黑著膜122實際上為一銅化合物膜層。因此，於後續製程中，所述第一抗氧化膜113係藉由將一有機緩蝕劑(Corrosion inhibiting agent)塗佈在覆有該第一黑著膜112的該第一圖案化金屬電極結構111之上而形成，且將該有機緩蝕劑塗佈在覆有該第二黑著膜122的該第二圖案化金屬電極結構121之上即形成所述第二抗氧化膜123。其中，將一有機緩蝕物(Corrosion inhibitor)溶於水或其他溶劑之中可獲得所述有機緩蝕劑，且該有機緩蝕物為下列任一者：苯並三氮唑(1,2,3-benzotriazole, BTA)、甲基苯並三氮唑(5-methyl-1H-benzotriazole, TTA)、巰基苯並噻唑(Mercaptobenzothiazole, MBT)、苯並三氮唑鈉(Sodium salt of 1,2,3-benzotriazole, BTA•Na)、巰基苯並噻唑鈉(Sodium salt of mercaptobenzothiazole, MBT•Na)、甲基苯並三氮唑(Sodium salt of 5-methyl-1H-benzotriazole, TTA•Na)、或甲基異噻唑啉酮(Methylchloroisothiazolinone, CMIT)、和上述單一或多種材料與聚氨酯或丙烯酸樹酯等混和物。

於本發明中，該第一抗氧化膜113與該第二抗氧化膜123的厚度係介於1奈米至1微米之間，且較佳地為10nm-0.2μm。請繼續參閱圖5B、圖6F、圖6G、和圖6H，於步驟S5中，係提供具有一第一表面A11和一第二表面A12的一第一光學膠層A1，且令該第一層疊結構ST1以其所述第一金屬感測電極層11連接至該第一光學膠層A1的該第一表面A11，接著移除該第一層疊結構ST1的該承載基底SS與該可解黏膠層RA。並且，於步驟S6中，係提供具有一第三表面A21和一第四表面A22的一第二光學膠層A2，且令該第二層疊結構ST2以其所述第二金屬感測電極層12連接至該第二光學膠層A2的該第三表面A21，接著移除該第二層疊結構ST2的該承載基底SS與該可解黏膠層RA。

最終，於步驟S7之中，係令該第二金屬感測電極層12進一步連接至該第一光學膠層A1的該第二表面A12，獲得由該第一光學膠層A1、該第一金屬感測電極層11、該第二光學膠層A2、與該第二金屬感測電極層12所組成的一金屬感測電極結構1(如圖3所示)。

於本發明中，該承載基底SS為一聚合物基材(例如:PET基材)，且其厚度係介於12微米至300微米之間。較佳地，該聚合物基材的厚度介於50微米至125微米之間。另一方面，所述可解黏膠層RA可以是壓克力壓感膠(Acrylic pressure sensitive adhesive (PSA))、紫外光可解黏膠、或熱可解黏膠。以壓克力壓感膠(PSA)為例，只要在壓克力壓感膠(PSA)加上適當數量的發泡粒子，則後續只要對壓克力壓感膠(PSA)進行加熱便可以破壞其膠體結構，使其喪失黏著力或降低其黏著力。另一方面，若以紫外光(熱)可解黏膠作為所述可解黏膠層RA，則後續只需要讓可解黏膠層RA置於一紫外光(加熱)環境中，則可解黏膠層RA會因為內部的小分子聚合成大分子而失去黏著力或黏著力下降。

可解黏膠層RA的厚度必須依據實際使用狀況而定，一般介於10微米至375微米之間。必須特別說明的是，無論是以壓克力壓感膠(PSA)、紫外光可解黏膠、或熱可解黏膠之形式呈現，覆於PET基材(亦即，承載基底SS)之上的可解黏膠層RA必須具有大於0.2N/25mm的一初始黏著力。並且，在對該可解黏膠層RA執行一解黏處理後，例如加熱或照射紫外光，該可解黏膠層RA之一解黏後的黏著力必須小於0.02N/25mm，以利後續轉移至光學膠表面作業。

如此，上述說明係已經完整、清楚地描述本發明之一種金屬感測電極結構1與其製作方法、以及使用該金屬感測電極結構1的觸控顯示裝置TPD。然而，必須加以強調的是，上述之詳細說明係針對本發明可行實施例之具體說明，惟該實施例並非用以限制本發明之專利範圍，凡未脫離本發明技藝精神所為之等效實施或變更，均應包含於本案之專利範圍中。

<本發明> 1:金屬感測電極結構 11:第一金屬感測電極層 111:第一圖案化金屬電極結構 112:第一黑著膜 113:第一抗氧化膜 12:第二金屬感測電極層 121:第二圖案化金屬電極結構 122:第二黑著膜 123:第二抗氧化膜 A1:第一光學膠層 A11:第一表面 A12:第二表面 A2:第二光學膠層 A21:第三表面 A22:第四表面 A3:第三光學膠層 A31:第五表面 A32:第六表面 2:蓋板 3:顯示面板模組 S1-S7:步驟 CF:純銅箔 RA:可解黏膠層 SS:承載基底 ST1:第一層疊結構 ST2:第二層疊結構 TPD:觸控顯示裝置

<習知> TPa:觸控顯示裝置 1a:金屬網格觸控面板 11a:第一透明導電基板 111a:第一PET基板 112a:第一銅電極層 12a:第一光學膠 13a:第二光學膠 14a:第三光學膠 15a:第二透明導電基板 151a:第二PET基板 152a:第二銅電極層 2a:液晶顯示模組 3a:玻璃蓋板 TPb:觸控顯示裝置 1b:金屬網格觸控面板 11b:PET基板 12b:第一銅電極層 13b:第二銅電極層 15b、16b:光學膠 2b:液晶顯示模組 3b:玻璃蓋板

圖1顯示習知的一種觸控顯示裝置的架構圖； 圖2顯示習知的另一種觸控顯示裝置的架構圖； 圖3顯示本發明之一種金屬感測電極結構的架構圖； 圖4顯示包含本發明之金屬感測電極結構的一種觸控顯示裝置的架構圖； 圖5A與圖5B顯示本發明之一種金屬感測電極結構的製作方法之流程圖；以及 圖6A至圖6H顯示本發明之金屬感測電極結構的製造流程圖。

1:金屬感測電極結構

11:第一金屬感測電極層

111:第一圖案化金屬電極結構

112:第一黑著膜

113:第一抗氧化膜

12:第二金屬感測電極層

121:第二圖案化金屬電極結構

122:第二黑著膜

123:第二抗氧化膜

A1:第一光學膠層

A11:第一表面

A12:第二表面

A2:第二光學膠層

A21:第三表面

A22:第四表面

Claims (22)

1. 一種金屬感測電極結構，包括： 一第一光學膠層，具有一第一表面和一第二表面； 一第一金屬感測電極層，連接至該第一光學膠層的該第一表面，且包括一第一圖案化金屬電極結構、覆蓋該第一圖案化金屬電極結構的一第一黑著膜、以及覆蓋該第一黑著膜的一第一抗氧化膜； 一第二光學膠層，具有一第三表面和一第四表面； 一第二金屬感測電極層，連接至該第二光學膠層的該第三表面，且包括形成於該第二光學膠層之上的一第二圖案化金屬電極結構、覆蓋該第二圖案化金屬電極結構的一第二黑著膜、以及覆蓋該第二黑著膜的一第二抗氧化膜； 其中，該第二金屬感測電極層更連接至該第一光學膠層的該第二表面。
2. 申請專利範圍第1項所述之金屬感測電極結構，其中，該第一圖案化金屬電極結構係透過對一純銅箔施予一光刻製程(Photolithography)而製成，且該第二圖案化金屬電極結構係透過另一所述純銅箔施予所述光刻製程而製成。
3. 申請專利範圍第2項所述之金屬感測電極結構，其中，該純銅箔的厚度係介於2微米至12微米之間，且其為一壓延銅箔(Rolled copper foil)或一電解銅箔(Electrodeposited copper foil)。
4. 申請專利範圍第1項所述之金屬感測電極結構，其中，該第一黑著膜與該第二黑著膜的厚度係介於1奈米至1微米之間，且其製造材料為下列任一者：硒化銅(CuSe)、氧硒化銅(CuSe_x O_1-x )、氧化銅(CuO_x )、硫化銅(CuS)、或氧硫化銅(CuS_x O_1-x )。
5. 申請專利範圍第1項所述之金屬感測電極結構，其中，所述第一抗氧化膜係藉由將一有機緩蝕劑塗佈在覆有該第一黑著膜的該第一圖案化金屬電極結構之上而形成，且將該有機緩蝕劑塗佈在覆有該第二黑著膜的該第二圖案化金屬電極結構之上即形成所述第二抗氧化膜。
6. 申請專利範圍第5項所述之金屬感測電極結構，其中，該第一抗氧化膜與該第二抗氧化膜的厚度係介於1奈米至1微米之間，且該有機緩蝕劑為下列任一者：苯並三氮唑(1,2,3-benzotriazole, BTA)、甲基苯並三氮唑(5-methyl-1H-benzotriazole, TTA)、巰基苯並噻唑(Mercaptobenzothiazole, MBT)、苯並三氮唑鈉(Sodium salt of 1,2,3-benzotriazole, BTA•Na)、巰基苯並噻唑鈉(Sodium salt of mercaptobenzothiazole, MBT•Na)、甲基苯並三氮唑(Sodium salt of 5-methyl-1H-benzotriazole, TTA•Na)、或甲基異噻唑啉酮(Methylchloroisothiazolinone, CMIT)。
7. 申請專利範圍第1項所述之金屬感測電極結構，其中，該第一光學膠層與該第二光學膠層的厚度皆介於12微米至125微米之間，且其具有大於0.2N/25mm的一黏著力。
8. 申請專利範圍第7項所述之金屬感測電極結構，其中，該第一光學膠層與該第二光學膠層的製造材料皆可為下列任一者：熱塑性聚氨酯彈性體 (Thermoplastic polyurethanes, TPU)或壓克力(Acrylic)。
9. 一種觸控顯示裝置，包括： 如申請專利範圍第1項至第8項中任一項所述之金屬感測電極結構； 一玻璃蓋板，連接至該第二光學膠層的該第四表面；以及 一第三光學膠層，具有一第五表面與一第六表面，其中該第三光學膠層以其所述第五表面連接至該金屬感測電極結構的該第一金屬感測電極層；以及 一顯示面板模組，連接至該第三光學膠層的該第六表面。
10. 申請專利範圍第9項所述之觸控顯示裝置，其中，該顯示面板模組為下列任一者：LCD顯示面板模組、OLED顯示面板模組、Mini LED顯示面板模組、或Micro LED顯示面板模組。
11. 申請專利範圍第9項所述之觸控顯示裝置，其中，所述觸控顯示裝置係整合於一電子裝置之中，且該電子裝置為下列任一者：智慧型手機、平板電腦、筆記型電腦、一體式電腦、智慧型手錶、或門口機。
12. 一種金屬感測電極結構的製作方法，包括以下步驟： (1)提供一純銅箔； (2)將該純銅箔連接至表面設有一可解黏膠層的一承載基底(Supporting substrate)之上； (3)對前述步驟(2)之產物執行一光刻製程(Photolithography)以獲得一第一層疊結構與一第二層疊結構；其中，該第一層疊結構包括所述承載基底、所述可解黏膠層以及一第一圖案化金屬電極結構，且該第二層疊結構包括所述承載基底、所述可解黏膠層以及一第二圖案化金屬電極結構； (4)對該第一圖案化金屬電極結構和該第二圖案化金屬電極結構執行一表面處理，接著在該第一圖案化金屬電極結構之上依序形成一第一黑著膜和一第一抗氧化膜，且於該第二圖案化金屬電極結構之上依序形成一第二黑著膜和一第二抗氧化膜；其中，該第一圖案化金屬電極結構、覆蓋該第一圖案化金屬電極結構的該第一黑著膜、以及覆蓋該第一黑著膜的該第一抗氧化膜係組成一第一金屬感測電極層，而該第二圖案化金屬電極結構、覆蓋該第二圖案化金屬電極結構的該第二黑著膜、以及覆蓋該第二黑著膜的該第二抗氧化膜係組成一第二金屬感測電極層； (5)提供具有一第一表面和一第二表面的一第一光學膠層，且令該第一層疊結構以其所述第一金屬感測電極層連接至該第一光學膠層的該第一表面，接著移除該第一層疊結構的該承載基底與該可解黏膠層； (6)提供具有一第三表面和一第四表面的一第二光學膠層，且令該第二層疊結構以其所述第二金屬感測電極層連接至該第二光學膠層的該第三表面，接著移除該第二層疊結構的該承載基底與該可解黏膠層；以及 (7)令該第二金屬感測電極層進一步連接至該第一光學膠層的該第二表面，獲得由該第一光學膠層、該第一金屬感測電極層、該第二光學膠層、與該第二金屬感測電極層所組成的一金屬感測電極結構。
13. 申請專利範圍第12項所述之金屬感測電極結構的製作方法，該純銅箔的厚度係介於2微米至12微米之間，且其為一壓延銅箔(Rolled copper foil)或一電解銅箔(Electrodeposited copper foil)。
14. 申請專利範圍第12項所述之金屬感測電極結構的製作方法，於該步驟(4)之中，係使用一酸性溶液去除該純銅箔表面的一抗蝕層與一氧化層以完成所述表面處理，且該酸性溶液為下列任一者：硫酸、硝酸、鹽酸、甲酸、乙酸、蘋果酸、檸檬酸、上述任兩者之混合物、或上述任兩者以上之混合物。
15. 申請專利範圍第14項所述之金屬感測電極結構的製作方法，其中，該酸性溶液係添加有微量的雙氧水。
16. 申請專利範圍第12項所述之金屬感測電極結構的製作方法，其中，該第一黑著膜和該第二黑著膜的厚度係介於1奈米至1微米之間，且其製造材料為下列任一者：硒化銅(CuSe)、氧硒化銅(CuSe_x O_1-x )、氧化銅(CuO_x )、硫化銅(CuS)、或氧硫化銅(CuS_x O_1-x )。
17. 申請專利範圍第12項所述之金屬感測電極結構的製作方法，其中，所述第一抗氧化膜係藉由將一有機緩蝕劑塗佈在覆有該第一黑著膜的該第一圖案化金屬電極結構之上而形成，且將該有機緩蝕劑塗佈在覆有該第二黑著膜的該第二圖案化金屬電極結構之上即形成所述第二抗氧化膜。
18. 申請專利範圍第17項所述之金屬感測電極結構的製作方法，其中，該第一抗氧化膜與該第二抗氧化膜的厚度係介於1奈米至1微米之間，且該有機緩蝕劑為下列任一者：苯並三氮唑(1,2,3-benzotriazole, BTA)、甲基苯並三氮唑(5-methyl-1H-benzotriazole, TTA)、巰基苯並噻唑(Mercaptobenzothiazole, MBT)、苯並三氮唑鈉(Sodium salt of 1,2,3-benzotriazole, BTA•Na)、巰基苯並噻唑鈉(Sodium salt of mercaptobenzothiazole, MBT•Na)、甲基苯並三氮唑(Sodium salt of 5-methyl-1H-benzotriazole, TTA•Na)、甲基異噻唑啉酮(Methylchloroisothiazolinone, CMIT)。
19. 申請專利範圍第12項所述之金屬感測電極結構的製作方法，其中，該承載基底為一聚合物基材，且其厚度係介於12微米至300微米之間。
20. 申請專利範圍第12項所述之金屬感測電極結構的製作方法，其中，該可解黏膠層的厚度係介於10微米至375微米之間，且其為下列任一者：壓克力壓感膠(Acrylic pressure sensitive adhesive (PSA))、紫外光可解黏膠、或熱可解黏膠。
21. 申請專利範圍第20項所述之金屬感測電極結構的製作方法，其中，該可解黏膠層的一初始黏著力係大於0.2N/25mm，且在對該可解黏膠層執行一解黏處理後，該可解黏膠層之一解黏後的黏著力係小於0.02N/25mm。
22. 申請專利範圍第12項所述之金屬感測電極結構的製作方法，其中，該第一光學膠層與該第二光學膠層的製造材料為下列任一者：熱塑性聚氨酯彈性體 (Thermoplastic polyurethanes, TPU)或壓克力(Acrylic)。

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