TWI521417B - 電路元件及其製造方法 - Google Patents

Description

電路元件及其製造方法

本發明是有關於一種電路元件及其製造方法，且特別是有關於一種適於應用在觸控面板之電路元件及其製造方法。

在傳統觸控面板、液晶顯示器、太陽能電池、特殊視窗及光電器件等透光性電路元件中，採用雷射蝕刻技術形成圖案化導電膜的製作方法已被廣泛應用。以製作電容式觸控面板為例，在電容式觸控面板的製作過程中，需要利用濺鍍法，分別在透明基板的相對兩個表面形成上層導電膜、下層導電膜，再利用雷射蝕刻技術對上層導電膜與下層導電膜分別進行圖案化以形成圖案化的導電層，也即觸控面板的感測電極。

然而，當對位於透明基板上表面之上層導電膜進行雷射蝕刻的過程中，雷射光或熱能很容易穿透過透明基板而損傷到位於透明基板下表面之下層導電膜，反之，當對位於透明基板下表面之下層導電膜進行雷射蝕刻時，同樣上層導電膜也會受到損傷。雖然，有先前技術則提出，可藉由調整雷射聚焦鏡或雙面導電膜的距離，來避免導電膜受到雷射光或熱能的損傷。但是，對於一由些對雷射光及熱能較為敏感的材質形成的導電膜，仍無法利用上述調整距離的方法避免導電膜遭受雷射蝕刻製程的破壞。

有鑒於此，仍有必要提出一種先進的電路元件結構及其製造方法，並解決雙面導電膜蝕刻製程所導致的良率下降問題。

本發明提出一種電路元件及其製造方法，以提升導電膜蝕刻製程的元件良率。

為達上述目的或其他技術優點，本發明之一實施例提出一種電路元件，具有透光性，包括透明基板、第一透明阻擋層、第一圖案化導電層與第二導電層。上述透明基板具有第一表面。上述第一透明阻擋層配置於第一表面上。上述第一圖案化導電層配置於第一透明阻擋層上。第二導電層配置於透明基板之相對第一表面之一側。

本發明另提出一種電路元件的製造方法，該電路元件具有透光性，包括：提供透明基板，具有第一表面與相對第一表面之第二表面；於第一表面上形成第一透明阻擋層；形成第一導電層於第一透明阻擋層上，且形成第二導電層於透明基板之相對第一表面之一側；利用第一蝕刻製程，移除部份第一導電層以形成一第一圖案化導電層。

綜上所述，本發明係於透明基板與導電層之間，額外配置透明阻擋層，以避免蝕刻製程在圖案化透明基板之一側的導電層時，以雷射光或與熱能損傷到位於透明基板相對一側的另一導電層，能夠有效改善蝕刻製程容易導致元件損傷的問題。是故，利用本發明之製造方法所製作出的電路元件，相對於習知技術具有較高的製程良率。

100、200、300‧‧‧電路元件

110‧‧‧透明基板

110S1‧‧‧第一表面

110S2‧‧‧第二表面

122‧‧‧第一透明阻擋層

124‧‧‧第二透明阻擋層

132‧‧‧第一導電層

133‧‧‧第一圖案化導電層

134‧‧‧第二導電層

135‧‧‧第二圖案化導電層

142‧‧‧第一透明覆蓋層

144‧‧‧第二透明覆蓋層

152‧‧‧第一導電跡線

154‧‧‧第二導電跡線

160‧‧‧可撓性電路板

172‧‧‧粘結層

174‧‧‧透明保護層

180‧‧‧黑色矩陣層

190‧‧‧透明蓋板

圖1A至1H係根據本發明之一實施例所繪示之電路元件的製程結構剖面示意圖。

圖2係根據本發明之另一實施例所繪示之電路元件之結構示意圖。

圖3係根據本發明之另一實施例所繪示之電路元件之結構示意圖。

圖1A至1H係根據本發明之一實施例所繪示之電路元件100的製程結構剖面示意圖。電路元件100的製作方法包括下述步驟：首先，提供透明基板110，其中，透明基板110具有第一表面110S1與相對於第一表面110S1之第二表面110S2，如圖1A所示；接著，於第一表面110S1形成第一透明阻擋層122，並於第二表面110S2形成第二透明阻擋層124，如圖1B所示。

上述之透明基板110可以是透光性的玻璃基板或是具有可撓性的透光塑化基材或其他具有絕緣功能的透光性基材。其中透光塑化基材的材料，可包含聚乙烯對苯二甲酸酯(Polyethylene Terephthalate，PET)、環烯烴聚合物(Cyclo-olefin polymer，COP)、聚醯亞胺(Polyimide，PI)或其他可透光的聚合物。上述之第一透明阻擋層122與第二透明阻擋層124可以是，熱能阻擋層、雷射光阻擋層或二者之組合。因此，在本發明的一些實施例之中，構成上述第一透明阻擋層122與第二透明阻擋層124的材料，可以選自於由透明光學膠(Optical Clear Adhhesive，OCA)、透明光阻、透明樹脂以及前述之任一組合所組成之一族群。在本實施例之中，透明基板110係由聚乙烯對苯二甲酸酯所構成，而第一透明阻擋層122與第二透明阻擋層124則係由透明光學膠所構成。

於形成第一透明阻擋層122與第二透明阻擋層124之後，於第一透明阻擋層122上，形成第一導電層132；並於第二透明阻擋層124上，形成第二導電層134(請參照圖1C)。而根據構成第一導電層132與第二導電層134的材料，第一導電層132與第二導電層134的形成可包含不同的製程步驟。

在本發明的一些實施例之中，構成第一導電層132與第二導電層134的材料可以是氧化銦錫(indium tin oxide,ITO)、氧化銦鋅(indium zinc oxide,IZO)、氧化鋁鋅(aluminum zinc oxide,AZO)或其他適合的透明導 電材料。於第一透明阻擋層122和第二透明阻擋層124上，以濺鍍或沉積的方式分別形成一整面性的第一導電層132和第二導電層134。

在本發明的另一些實施例之中，構成第一導電層132與第二導電層134的材料可以是包括奈米導電線絲，例如，奈米銀絲、奈米金絲、奈米碳管或奈米銅絲。由於第一導電層132與第二導電層134，為預先塗佈於第一透明覆蓋層142和第二透明覆蓋層144(即保護膜(overcoat，簡稱OC))上，而奈米導電線絲則平均分布於第一透明覆蓋層142和第二透明覆蓋層144中。第一透明覆蓋層142和第二透明覆蓋層144可對分布於其內部的奈米導電絲起保護作用，以避免其被氧化。其中，第一透明覆蓋層142與第二透明覆蓋層144，較佳可以是二氧化矽、氮化矽、氮氧化矽，或是透光塑化材質。而其他類似材質亦不在此限。因此，形成第一導電層132和第二導電層134的方式，可包含將第一導電層132連同第一透明覆蓋層142直接佈設於第一透明阻擋層122上；以及將第二導電層134連同第二透明覆蓋層144直接佈設於第二透明阻擋層124上。後續製作步驟中，均以奈米銀絲形成的第一導電層132與第二導電層134的來舉例說明，但本發明並不以此為限。

請參閱圖1D。接下來，則利用微影蝕刻製程，移除部分第一導電層132與部份第一透明覆蓋層142的至少一側邊緣，以及移除部分第二導電層134與部分第二透明覆蓋層144的至少一側邊緣，以暴露出部分第一透明阻擋層122與部分第二透明阻擋層124。並於暴露出之第一透明阻擋層122與第二透明阻擋層124上分別形成複數個第一導電跡線(metal trace)152與複數個第二導電跡線154。其中，上述第一導電層132與第一透明覆蓋層142緊鄰第一導電跡線152，且第一導電層132電性連接於第一導電跡線152。第二導電層134與第二透明覆蓋層144緊鄰第二導電跡線154，且第二導電層134電性連接於第二導電跡線154。上述複數個第一透明跡線152除了可作為用以電性連接第一導電層132與後續配置之撓性電路板的週邊線路之外，且複數個第二導電跡線154除了可作為用以電性連接第二導電層 134與撓性電路板的週邊線路之外，皆亦可作為後續雷射蝕刻製程之對位標靶。在本發明的一些實施例之中，複數個第一導電跡線152與複數個第二導電跡線154，係藉由網板印刷技術，分別印刷銀膠於部分第一透明阻擋層122與部分第二透明阻擋層124暴露於外的部分而形成。而在本發明的另一些實施例之中，複數個第一導電跡線152與複數個第二導電跡線154，係藉由金屬層沉積和圖案化的方式，分別形成於部分第一透明阻擋層122與部分第二透明阻擋層124暴露於外的部分上而形成。

於完成透明阻擋層、導電層與透明覆蓋層之後，利用雷射蝕刻技術，對剩餘的部份第一導電層132和部份第二導電層134進行圖案化製程。由於雷射蝕刻技術相對於微影蝕刻技術，具有高方向穩定性和高功率等特性，可簡化製程，並減少環境汙染。因此，在本實施例之中，較佳係採用雷射蝕刻技術，來圖案化第一導電層132和第二導電層134。

利用雷射蝕刻製程圖案化第一導電層132和第二導電層134的步驟如下，請參閱圖1E至1F。首先調整焦距，在一第一蝕刻製程中，於第一時間以雷射光照射部份的第一導電層132與部份的第一透明覆蓋層142，以移除被照射的部分第一導電層132而形成第一圖案化導電層133，通常被照射的部分第一透明覆蓋層142仍存在而不會被移除，如圖1E所示。再於一第二蝕刻製程中，利用雷射光，於第二時間照射部份的第二透明導電層134與部份的第二透明覆蓋層144而形成第二圖案化導電層135，移除被照射的部分第二導電層134，通常被照射的部分第二透明覆蓋層144仍存在而不會被移除，如圖1F所示。可根據設計需要，其中上述第一時間可同於或不同於第二時間，也即第一圖案化導電層133與第二圖案化導電層135可同時形成或分步形成。

值得一提的是，上述第一圖案化導電層133與第二圖案化導電層135，二者至少有一部分相互重疊，以便於產生電容效應。因此上述電路元件100例如是一投射式電容式觸控面板。其中，第一圖案化導電層133、 第二圖案化導電層135以及絕緣的透明基板110三者可構成至少一個電容元件。然而電路元件100的應用範圍並不以此為限，在本發明的其他實施例之中，上述電路元件100例如可以是至少一個薄膜電晶體。因此，第一圖案化導電層133、第二圖案化導電層135以及形成於第一圖案化導電層133和第二圖案化導電層135之間的絕緣透明基板110和半導體通道層(未繪示)則可構成此至少一個薄膜電晶體。

如前所述，由於第一透明阻擋層122與第二透明阻擋層124具有阻擋熱能和雷射光穿透的功能，因此，當利用雷射光蝕刻第一透明導電層132的時候，設置於第一導電層132與透明基板110之間的第一透明阻擋層122及設置於第二導電層134與透明基板之間的第二透明阻擋層124，即可阻擋雷射光穿透過透明基板110而損傷到透明基板110另一面之第二透明導電層134，還可避免雷射光所產生的熱量損傷第二導電層134。此外，當利用雷射光蝕刻第二導電層134的時候，第一透明阻擋層122及第二透明阻擋層124，亦可用於阻擋雷射光穿透過透明基板110而損傷到透明基板110另一面之第一導電層132(或為第一圖案化導電層133)。但值得注意的是，本發明中的第一透明阻擋層122和第二透明阻擋層124適於阻擋波長實質小於390奈米(nm)的雷射光束，但可允許波長實質介於390奈米至700奈米之間的可見光通過，以便電路元件100適用於與顯示裝置結合，作為顯示裝置的輸入設備。上述第一透明阻擋層122與第二透明阻擋層124的厚度實質上是介於1微米至20微米(μm)之間，較佳是介於2微米至10微米之間。

另外，又值得注意的是，可僅在透明基板110一側的表面設置透明阻擋層，若透明基板110僅一面設置透明阻擋層(例如僅於第一表面110S1設置第一透明阻擋層122)，而非在透明基板110的兩相對兩表面皆設置透明阻擋層，亦可達到上述效果。在本發明的一實施例之中，當電路元件100僅於第一表面110S1設置第一透明阻擋層122時，為達到阻擋雷射光損傷第二導電層134的目的，需適當的增加第一透明阻擋層122的厚度。因此， 此時的第一透明阻擋層122較佳厚度範圍則實質介於2微米至40微米之間。僅在透明基板110一側的表面設置透明阻擋層的電路元件的製作方法可參考前述實施例，不再贅述。

此外，可根據電路元件的具體結構及用途，僅需雷射蝕刻第一導電層132和第二導電層134其中之一層，使其形成圖案化導電層，而另一層導電層可為一整層的平面結構，無需蝕刻。在本發明的一實施例之中，例如本發明之電路元件應用於觸控面板中時，第一導電層132圖案化后形成第一圖案化導電層133，可作為觸控面板的觸控感應電極，而第二導電層134可以為一整層平面結構，以作為電磁屏蔽層使用。其相應的製作流程與前述實施例相比，會省略雷射蝕刻第二導電層134的步驟，其它步驟基本相同，故不再贅述。如此，在雷射蝕刻第一導電層132以形成第一圖案化導電層133時，第一透明阻擋層122和/或第二透明阻擋層124仍可阻擋雷射光損傷第二導電層134，達到本發明的效果。

此外，本發明之電路元件100，更包含一可撓性電路板160，如圖1G所示。其中，可撓性電路板160可形成於透明基板110之一側，並分別透過第一導電跡線152和第二導電跡線154來電性連接第一圖案化導電層133和第二圖案化導電層135。

後續，請參照圖1H，形成透明蓋板190，配置於第一透明覆蓋層142相對於圖案化後之第一導電層132之一側。具體的，透明蓋板190可透過粘結層172粘附於第一透明覆蓋層142之上。粘結層172進一步可覆蓋於複數個第一導電跡線152上方。以及於第二透明覆蓋層144上形成透明保護層174，並覆蓋於複數個第二導電跡線154上方。此外，還可形成黑色矩陣(Black Matrix，簡稱BM)層180，覆蓋於複數個第一導電跡線152上方，藉以遮蔽第一導電跡線152。其中，黑色矩陣層180例如可配置於透明蓋板190鄰近粘結層172的表面。其中上述粘結層172的材料，可以是透明光學膠。而上述透明保護層174則可以是聚醯亞胺絕緣層(PI Thermal dielectric layer)、 透光塑化材質層或其他類似的材質層。

根據本發明之一實施例之電路元件的製造方法形成的電路元件100之結構如圖1H所示。本發明之電路元件100，具有透光性，包括：透明基板110、第一透明阻檔層122、第二透明阻檔層124、第一圖案化導電層133、第二圖案化導電層135、第一透明覆蓋層142與第二透明覆蓋層144。

上述透明基板110包括第一表面110S1與相對第一表面110S1之第二表面110S2。上述第一透明阻檔層122配置於第一表面110S1，且第一圖案化導電層133配置於第一透明阻檔層122上，且第一透明覆蓋層142配置於第一圖案化導電層133上。上述第二透明阻檔層124配置於透明基板110之第二表面110S2，且第二圖案化導電層135配置於透明基板110之相對第一表面110S1之一側，因此第二透明阻檔層124更配置於透明基板110與第二圖案化導電層135之間。並且，上述第二透明覆蓋層144配置於第二圖案化導電層135之遠離透明基板110之一側。上述第一圖案化導電層133與第二圖案化導電層135的材料，例如是透光性良好的奈米導電線絲或銦錫氧化物。其中，上述奈米導電線絲可以是奈米銀絲、奈米金絲、奈米碳管或奈米銅絲。

上述第一透明阻檔層122與第二透明阻檔層124具有阻擋熱能與雷射光穿透的功用，因此可在雷射蝕刻製程中，避免雷射光所產生的熱量損傷第一圖案化導電層133與第二圖案化導電層135。因此第一透明阻檔層122與第二透明阻檔層124係為熱能阻擋層、雷射光阻檔層或兩者之組合，且其材料可選自透明光學膠、透明光阻、透明樹脂以及前述之任一組合所組成之一族群。因此上述第一透明阻擋層122與第二透明阻擋層124的厚度實質上是介於1微米至20微米之間，較佳是介於2微米至10微米之間，且適於阻擋波長實質小於390奈米的雷射光束，但可允許波長實質介於390奈米至700奈米之間的可見光通過。

此外，上述電路元件200還包括有複數個第一導電跡線152、複數個第二導電跡線154、可撓性電路板160、粘結層172、保護層174與透 明蓋板190。上述第一導電跡線152與第二導電跡線154分別配置於第一圖案化導電層133與第一透明覆蓋層142的至少一側邊緣。第二導電跡線154分別配置於第二圖案化導電層135與第二透明覆蓋層144的至少一側邊緣。上述可撓性電路板160配置於透明基板110之一側，並分別透過第一導電跡線152和第二導電跡線154來電性連接第一圖案化導電層133和第二圖案化導電層135。上述粘結層172，覆蓋於第一透明覆蓋層142上方；保護層174，覆蓋於第二透明覆蓋層144之遠離第二圖案化導電層135之一側；以及透明蓋板190，配置於粘結層172相對於第一圖案化導電層133之一側。此外，上述電路元件200例如是電容式觸控元件或薄膜電晶體，且其中第一圖案化導電層133與第二圖案化導電層135，二者至少有一部分相互重疊。

請參考圖2，圖2係根據本發明之另一實施例所繪示之電路元件之結構示意圖。本實施例之電路元件200與圖1H所示電路元件結構區別在於，電路元件200之透明基板110僅有一面設置有透明阻擋層，亦可達到上述之在透明基板之相對兩表面皆設置透明阻擋層所能達成的效果。舉例而言，若僅於透明基板110之第一表面110S1設置第一透明阻擋層122，且透明基板110之第二表面110S2不設置第二透明阻擋層，則此時的第一透明阻擋層122較佳厚度範圍則實質介於2微米至40微米之間，才較適於達到上述效果。

此外，於本發明之又一實施例中，可根據電路元件的具體結構及用途，位於透明基板相對兩側的導電層，僅一導電層為圖案化導電層，而另一導電層為未經圖案化的整面性的導電層。請參閱圖3，圖3係根據本發明之另一實施例所繪示之電路元件之結構示意圖。本實施例之電路元件300與前述圖1H所示實施例的區別在於，設置於第一透明阻擋層122之上的為第一圖案化導電層133，而設置於第二透明阻擋層124之下側的為第二導電層134，也即第二透明阻擋層124設置於透明基板110與第二導電層134之間，且第二導電層134為未經圖案化的整面性的導電層。電路元件300例如 應用於觸控面板中時，前述第一圖案化導電層133可作為觸控感應電極，用於產生觸控感應信號，而第二導電層134可作為電磁屏蔽層，用於屏蔽顯示器或周圍環境中的信號干擾。其它相應部件與圖1H實施例基本相同，故不再贅述。

綜上所述，本發明係於透明基板與導電層之間，額外配置透明阻擋層，來避免利用蝕刻製程在圖案化透明基板之一側的導電層時，以雷射光或熱能損傷到位於透明基板相對一側的另一導電層，尤其當導電層材料由對雷射光較為敏感的奈米導電絲如奈米銀絲形成時，本發明之功效更為明顯。由於，本發明之配置於透明基板與導電層之間的透明阻擋層，具有阻擋熱能和雷射光穿透的功能，能夠有效改善蝕刻製程容易導致之元件損傷的問題。是故，利用本發明之製造方法所製作出之的電路元件，相對於習知技術具有較高的製程良率。

100‧‧‧電路元件

110‧‧‧透明基板

110S1‧‧‧第一表面

110S2‧‧‧第二表面

122‧‧‧第一透明阻擋層

124‧‧‧第二透明阻擋層

133‧‧‧第一圖案化導電層

135‧‧‧第二圖案化導電層

142‧‧‧第一透明覆蓋層

144‧‧‧第二透明覆蓋層

152‧‧‧第一導電跡線

154‧‧‧第二導電跡線

160‧‧‧可撓性電路板

172‧‧‧粘結層

174‧‧‧保護層

180‧‧‧黑色矩陣層

190‧‧‧透明蓋板

Claims (20)

1. 一種電路元件，具有透光性，包括：一透明基板，具有一第一表面；一第一透明阻擋層，配置於該第一表面上；一第一圖案化導電層，配置於該第一透明阻擋層上；以及一第二導電層，配置於該透明基板之相對該第一表面之一側。
2. 如申請專利範圍第1項所述之電路元件，其中該透明基板更包含有相對該第一表面之一第二表面，且該電路元件更包含：一第二透明阻擋層，配置於該透明基板之該第二表面，且該第二透明阻擋層更配置於該透明基板與該第二導電層之間。
3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之電路元件，其中該第二導電層係為一圖案化的導電層，該第一圖案化導電層與該第二導電層，二者在垂直投影上至少有一部分相互重疊。
4. 如申請專利範圍第1項所述之電路元件，其中該第一透明阻擋層係一熱能阻擋層、一雷射光阻擋層或二者之組合。
5. 如申請專利範圍第2項所述之電路元件，其中該第一透明阻擋層與該第二透明阻擋層均係一熱能阻擋層、一雷射光阻擋層或二者之組合。
6. 如申請專利範圍第5項所述之電路元件，其中形成該第一透明阻擋層與該第二透明阻擋層的材料，係選自於由一透明光學膠、一透明 光阻、一透明樹脂以及前述之任一組合所組成之一族群。
7. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之電路元件，其中形成該第一圖案化導電層與該第二導電層的材料，包括一奈米銀絲、一奈米金絲、一奈米碳管或一奈米銅絲。
8. 如申請專利範圍第1項所述之電路元件，其中該電路元件係為一電容式觸控面板或一薄膜電晶體。
9. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之電路元件，更包含：一第一透明覆蓋層，該第一圖案化導電層位於該第一透明覆蓋層與該第一透明阻擋層之間；以及一第二透明覆蓋層，該第二導電層位於該透明基板第二透明覆蓋層之間。
10. 如申請專利範圍第9項所述之電路元件，更包含：一透明蓋板，配置於該第一透明覆蓋層相對於該第一圖案化導電層之一側。
11. 如申請專利範圍第1項所述之電路元件，其中該第一透明阻檔層的厚度介於2微米至40微米之間。
12. 如申請專利範圍第2項所述之電路元件，其中該第一透明阻擋層與該第二透明阻擋層的厚度分別介於1微米至20微米之間。
13. 一種電路元件的製造方法，該電路元件具有透光性，包括： 提供一透明基板，具有一第一表面與相對該第一表面之一第二表面；於該第一表面上形成一第一透明阻擋層；形成一第一導電層於該第一透明阻擋層上，且形成一第二導電層於該透明基板之相對該第一表面之一側；以及利用一第一蝕刻製程，移除一部份該第一導電層以形成一第一圖案化導電層。
14. 如申請專利範圍第13項所述之電路元件的製造方法，更包含利用一第二蝕刻製程，移除一部份該第二導電層以形成一第二圖案化導電層。
15. 如申請專利範圍第13項所述之電路元件的製造方法，其中於形成該第二導電層於該透明基板之相對該第一表面之一側之前，更包含形成一第二透明阻檔層於該透明基板之該第二表面，其中該第二透明阻擋層更配置於該透明基板與該第二導電層之間。
16. 如申請專利範圍第13項所述之電路元件的製造方法，其中該第一透明阻擋層係一熱能阻擋層、一雷射光阻擋層或二者之組合。
17. 如申請專利範圍第15項所述之電路元件的製造方法，其中該第一透明阻擋層與該第二透明阻擋層均係一熱能阻擋層、一雷射光阻擋層或二者之組合。
18. 如申請專利範圍第13項所述之電路元件的製造方法，其中形成該第一導電層與該第二導電層的材料，包括一奈米銀絲、一奈米金絲、一奈米碳管或一奈米銅絲。
19. 如申請專利範圍第14項所述之電路元件的製造方法，其中該第一蝕刻製程與該第二蝕刻製程分別為一雷射光蝕刻製程。
20. 如申請專利範圍第14項所述之電路元件的製造方法，其中在該第一蝕刻製程與該第二蝕刻製程之前，更包含：形成一第一透明覆蓋層，該第一導電層位於該第一透明覆蓋層與該第一透明阻擋層之間；以及形成一第二透明覆蓋層，該第二導電層位於該透明基板第二透明覆蓋層之間。