TWI548316B - 電子裝置及其製造方法 - Google Patents
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Description
本發明是有關於一種電子裝置及其製造方法,且特別是有關於一種可應用於觸控面板的電子裝置及其製造方法。
習知應用於透明電極的奈米銀線(Ag NW)圖案化方法主要是使用濕式蝕刻法或雷射蝕刻法。濕式蝕刻法需先塗佈整面的膜層,再經過黃光製程,其不僅步驟繁複且浪費材料。此外,奈米銀線不易被蝕刻,而可能導致奈米銀線之殘留物。雷射蝕刻法則在大面積上處理費時且成本昂貴。因此,亟需一種可簡化形成導電圖案的製程並可節省製造成本的製造方法。
本發明提供一種電子裝置的製造方法,其可簡化形成導電圖案的製程,並可節省製造成本。
本發明還提供一種電子裝置,其可同時具有良好的穿透率與導電性。
本發明的電子裝置的製造方法包括以下步驟。首先,提供凹版,上述凹版具有凹陷圖案。接著,在凹版之凹陷圖案內填入奈米導電材料。接著,在凹版上形成樹脂層,且在樹脂層上設置基板,其中樹脂層與奈米導電材料之間的黏著力大於奈米導電材料與凹版之間的黏著力。然後,進行剝離程序,以使得奈米導電材料自凹版脫離,以於基板上形成導電圖案,且導電圖案以及基板之間具有樹脂層。
本發明的電子裝置包括基板、樹脂層以及導電圖案。樹脂層位於基板上,其中樹脂層具有凹陷部以及相對於凹陷部之凸起部。導電圖案位於樹脂層之凸起部上。
基於上述,本發明之電子裝置的製造方法可簡化於電子裝置中形成導電圖案的製程,並可節省製造成本。此外,由所述製造方法製得的電子裝置可同時具有良好的穿透率與導電性。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂,下文特舉實施例,並配合所附圖式作詳細說明如下。
10‧‧‧電子裝置
100‧‧‧凹版
120‧‧‧凹陷圖案
140‧‧‧凸起圖案
200‧‧‧奈米導電材料
200a‧‧‧導電圖案
300‧‧‧樹脂層
320‧‧‧凹陷部
340‧‧‧凸起部
400‧‧‧基板
500‧‧‧紫外光
600‧‧‧平坦層
H、H1‧‧‧深度
W‧‧‧寬度
d‧‧‧距離
圖1A至圖1H是依照本發明的一實施例之電子裝置的製造方法的剖面示意圖。
圖2是本發明的一實驗例之電子裝置與對照組之電子裝置的穿透率示意圖。
圖1A至圖1H依照本發明的一實施例之電子裝置的製造方法的剖面示意圖。請先參照圖1A,提供凹版100。凹版100例如由玻璃、金屬、高分子有機矽化合物(Polydimethylsiloxane,PDMS)等無機材料製得,然本發明不限於此。凹版具有凹陷圖案120與凸起圖案140。在本實施例中,凹陷圖案120的深度H(或凸起圖案140的高度)例如為1μm至10μm,凹陷圖案120的寬度W(或凸起圖案140之間的距離)例如為10μm至1000μm,然本發明不限於此。在本實施例中,凹陷圖案120之間的距離d(或凸起圖案140的寬度)例如為5μm至500μm,然本發明不限於此。
接著,如圖1B所示,在凹版100之凹陷圖案120內形成奈米導電材料200。奈米導電材料200例如為奈米金屬絲、奈米金屬顆粒或是奈米金屬網狀、碳膠、石墨稀(Graphene)、奈米碳管(Carbon nanotube)結構等,然本發明不限於此。在一實施例中,奈米導電材料200為奈米銀線。在本實施例中,可藉由刮刀(scraper)、刮墨刀(doctor)或刮墨板(squeegee)先將奈米導電材料溶液充填於凹版100之凹陷圖案120中,再移除溶劑,從而形成奈米導電材料200。奈米導電材料200之形成步驟的詳細說明如下。
首先,製備奈米導電材料溶液。在本實施例中,奈米導電材料溶液包括溶劑、添加劑以及分散於此溶劑中之奈米導電材料200。溶劑例如為乙醇、環己醇等,添加劑例如為聚乙烯、吡咯烷酮(polyvinylpyrrolidone,PVP)等,然本發明不限於此。接著,將
奈米導電材料溶液填入凹版100之凹陷圖案120內。最後,移除奈米導電材料溶液中的溶劑,從而形成奈米導電材料200。
在本實施例中,移除溶劑的步驟包括進行一燒結(thermal)程序。上述燒結程序除了可使溶劑揮發之外,燒結程序還可燒除奈米導電材料溶液裡的上述添加物。如此一來,可使奈米導電材料200之間的接觸更為緊密,有利於電性的展現。燒結溫度例如為80℃至140℃,然本發明不限於此。值得注意的是,如上所述,凹版100的材料為可耐高溫的玻璃、金屬等無機材料,故相較於塑膠基板(例如聚乙烯對苯二甲酸酯(polyethylene terephthalate,PET)等)而言,上述燒結溫度較不會受到凹版100本身的材料限制。本發明亦不限定填入奈米導電材料200的方法,在其他實施例中,也可以使用其他方法將奈米導電材料200填入凹版100之凹陷圖案120。值得一提的是,在本實施例中,在經過上述燒結程序之後,奈米導電材料200實質上會配置於凹版100之凹陷圖案120中,且凹陷圖案120內之奈米導電材料200的厚度H1小於凹陷圖案120的深度H。舉例而言,上述厚度H1可為40nm至200nm。然本發明不限於此。
接著,如圖1C所示,在凹版100上形成樹脂(resin)層300。在本實施例中,樹脂層300為紫外光(ultraviolet,UV)型硬化樹脂,其材料例如為壓克力(acrylic)、環氧樹脂(epoxy)等,然本發明不限於此。樹脂層300的形成方法例如為習知的狹縫塗佈(slot-die coating)、旋轉塗佈法(spin coating)等,然本發明不限於
此。如圖1C所示,樹脂層300的厚度例如為20μm至80μm,其足以使樹脂層300的上表面高於凹版100之凸起圖案140。也就是說,樹脂層300可均勻且整面性地形成於凹版100上,如此一來,可有利於進行後續的壓印步驟。此外,在本實施例中,樹脂層300與奈米導電材料200之間的黏著力大於奈米導電材料200與凹版100之間的黏著力,如此一來,也可有利於進行後續的剝離程序。
接著,請參照圖1D,在樹脂層300上設置基板400,進行壓印步驟。在本實施例中,基板400可以是空白基板,其材料例如為聚乙烯對苯二甲酸酯(polyethylene terephthalate,PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(Polyethylene Naphthalate,PEN)等有機材料,然本發明不限於此。在其他實施例中,基板400還可以為偏光板(polarizer)。
接著,如圖1E所示,對樹脂層300進行熟化(curing)程序。在本實施例中,熟化程序例如為以紫外光500照射樹脂層300,以使樹脂層300硬化而有利於進行後續剝離程序。紫外光500的波長例如為350nm至450nm。在本實施例中,紫外光500的波長為365nm,然本發明不限於此。上述紫外光500之照射時間例如為30秒至180秒,然本發明不限於此。
隨後,請參照圖1F,進行剝離程序,以使得奈米導電材料200自凹版100上脫離。特別的是,由於是透過經上述熟化程序而硬化的樹脂層300進行剝離,且樹脂層300與奈米導電材料200之間的黏著力大於奈米導電材料200與凹版100之間的黏著
力,故可將凹版100之凹陷圖案120中的奈米導電材料200一併自凹版100剝離。如此一來,奈米導電材料200可完全自凹版100脫離而不會殘留於凹版100上。
最後,如圖1G所示,可得到依照本發明之一實施例的電子裝置10。在本實施例中,電子裝置10包括基板400、樹脂層300以及導電圖案200a。樹脂層300位於基板400上,其中樹脂層300具有凹陷部320以及相對於凹陷部320之凸起部340。導電圖案200a位於樹脂層300之凸起部340上。值得一提的是,樹脂層300之凸起部340與凹版100之凹陷圖案120一致。也就是說,在本實施例之電子裝置的製造方法中,可將凹版100之凹陷圖案120與凸起圖案140實質上完全轉移至電子裝置10的樹脂層300。如此一來,可得到具有高精準度的圖案化之電子裝置10。
此外,請參照圖1H,在形成如圖1G所示之電子裝置10後,可再於基板400上形成平坦層600。平坦層600可使電子裝置10具有平坦的上表面。更具體而言,導電圖案200a位於平坦層600與樹脂層300的凸起部340之間,且平坦層600填入樹脂層300的凹陷部320。在本實施例中,平坦層600的材質可以與樹脂層300的材料相同,其材料例如是壓克力(acrylic)樹脂、環氧樹脂(epoxy)等有機材料。然本發明不限於此,平坦層600可以是其他高分子材料。在本實施例中,形成平坦層600的方法例如為先將液態樹脂塗佈於基板400上,再進行固化程序。在其他實施例中,形成平坦層600的方法也可為以固態膠層直接貼合於基板400
上,以填補樹脂層300的凹陷部320。然而,本發明之平坦層600的形成方法不限定於上述方法,任何可形成填補樹脂層300的凹陷部320之平坦層600的方法皆適用。特別的是,當平坦層600的折射率與樹脂層300的折射率之差異小於15%時,可大幅降低圖案的可視度,從而可使圖案不被人眼看見,然本發明不限於此。
視需要,也可利用本發明之上述電子裝置的製造方法,於凹版100之凹陷圖案120內形成更多層不同的材料,再一次性地將其拉出,從而製作具有更多層結構之圖案化的電子裝置。本發明之一實施例的電子裝置10可適用於液晶顯示裝置之觸控面板,只需要將電子裝置10直接與液晶顯示面板組裝就可以運作。此外,電子裝置10還可適用於熱印頭、需要高精度圖案之電極層、介電層等的積體電路或具有導熱層的產品,然本發明不限於此。
以下將對實驗例與對照組之電子裝置的導電性與穿透率進行評價。
首先,運用刮墨技術,在凹版的凹陷圖案中刮入含有奈米銀線的溶液。接著,於140℃下進行熱烤5分鐘。之後,於塗佈一層整面之UV樹脂後,於其上覆蓋PET作為基板,並進行壓印步驟。接著,對覆蓋有PET的UV樹脂照射UV,使UV樹脂硬化。接著,進行剝離步驟,將覆蓋有PET的UV樹脂與溝槽中的奈米銀線一併自凹版剝離,而得到具有圖案化的奈米銀線膜層之電子
裝置。
為了說明上述燒結程序對於製得之電子裝置的導電性的影響,以下分別量測實驗例與對照組之電子裝置的導電性。導電性的量測方法為使用四點探針,以量得片電阻。對照組與實驗例的差異在於,對照組在充填完含有奈米銀線的溶液後,於最後成品完成後,再進行熱烤程序。導電性量測的結果如下,實驗例之電子裝置的片電阻(Rs)為23.2(ohm/sq),對照組之電子裝置的片電阻(Rs)為1.7x107(ohm/sq)。由此可知,奈米銀線在凹版中先經過熱烤,可大幅降低電子裝置的阻值。此外,在實驗例之電子裝置的製造方法中,不需要對最後製得的電子裝置再進行熱烤,如此一來,可避開於熱烤時塑膠基板不耐高溫的問題。值得一提的是,習知的ITO透明電極之片電阻(Rs)約100(ohm/sq),故由本發明之一實施例的電子裝置的製造方所製得的透明電極亦可具有較良好的導電性。
為了說明奈米銀線膜層幾乎不會對電子裝置的穿透率造成影響,以下分別量測實驗例與對照組之電子裝置的穿透率。圖2是本發明的一實驗例之電子裝置與對照組之電子裝置的穿透率示意圖。請參照圖2,縱軸為穿透率(%),橫軸為波長(nm)。實線表示本發明的一實驗例之電子裝置,虛線表示不具有圖案化的奈米
銀線膜層之對照組之電子裝置。如圖2所示,在波長為550nm下,實驗例之電子裝置的穿透率為88.3%,與不具有圖案化的奈米銀線膜層之對照組之電子裝置的穿透率(90.1%)非常接近。由此可知,奈米銀線膜層幾乎不會對電子裝置的穿透率造成影響。
綜上所述,本發明之電子裝置的製造方法可避開塑料基板不耐高溫的問題,還可簡化於電子裝置中形成導電圖案的製程並節省製造成本。此外,由所述製造方法製得的電子裝置可同時具有良好的穿透率與導電性。另外,本發明之電子裝置的製造方法還可應用於捲對捲(roll to roll)電子印刷技術。
雖然本發明已以實施例揭露如上,然其並非用以限定本發明,任何所屬技術領域中具有通常知識者,在不脫離本發明的精神和範圍內,當可作些許的更動與潤飾,故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
10‧‧‧電子裝置
200a‧‧‧導電圖案
300‧‧‧樹脂層
320‧‧‧凹陷部
340‧‧‧凸起部
400‧‧‧基板
Claims (17)
- 一種電子裝置的製造方法,包括:提供一凹版,該凹版具有一凹陷圖案;在該凹版之該凹陷圖案內形成一奈米導電材料;在該凹版上形成一樹脂層,且在該樹脂層上設置一基板,其中該樹脂層與該奈米導電材料之間的黏著力大於該奈米導電材料與該凹版之間的黏著力;在該凹版上形成該樹脂層且在該樹脂層上設置該基板之後,對該樹脂層進行一熟化(curing)程序;以及進行一剝離程序,以使得該奈米導電材料自該凹版脫離,以於該基板上形成一導電圖案,且該導電圖案以及該基板之間具有該樹脂層。
- 如申請專利範圍第1項所述的電子裝置的製造方法,其中在進行該剝離程序之後,該樹脂層具有一凹陷部以及相對於該凹陷部之一凸起部,且該導電圖案位於該凸起部上。
- 如申請專利範圍第2項所述的電子裝置的製造方法,其中該樹脂層之該凸起部與該凹版之該凹陷圖案一致。
- 如申請專利範圍第1項所述的電子裝置的製造方法,其中在該凹版之該凹陷圖案內形成該奈米導電材料包括:製備一奈米導電材料溶液,其中該奈米導電材料溶液包括一溶劑以及分散於該溶劑中之該奈米導電材料;將該奈米導電材料溶液填入該凹版之該凹陷圖案內;以及 移除該溶劑,以於該凹版之該凹陷圖案內形成該奈米導電材料。
- 如申請專利範圍第4項所述的電子裝置的製造方法,其中移除該溶劑之方法包括進行一燒結程序,以使該奈米導電材料溶液之該溶劑揮發,以於該凹版之該凹陷圖案內形成該奈米導電材料。
- 如申請專利範圍第5項所述的電子裝置的製造方法,其中在進行該燒結程序之後,該凹版之該凹陷圖案內之該奈米導電材料的厚度小於該凹版之該凹陷圖案的深度。
- 如申請專利範圍第4項所述的電子裝置的製造方法,其中該奈米導電材料包括奈米金屬絲、奈米金屬顆粒或是奈米金屬網狀結構。
- 如申請專利範圍第1項所述的電子裝置的製造方法,其中該基板包括一有機材料基板,該凹版為一無機材料凹版。
- 如申請專利範圍第8項所述的電子裝置的製造方法,其中該基板為一空白基板或一偏光板。
- 如申請專利範圍第1項所述的電子裝置的製造方法,其中在進行該剝離程序之後,更包括在該基板上形成一平坦層,其中該導電圖案位於該平坦層與該樹脂層的該凸起部之間,且該平坦層填入該樹脂層的該凹陷部。
- 如申請專利範圍第10項所述的電子裝置的製造方法,其中該平坦層的折射率與該樹脂層的折射率之差異小於15%。
- 一種電子裝置,包括:一基板;一樹脂層,位於該基板上,其中該樹脂層具有一凹陷部以及相對於該凹陷部之一凸起部,且該樹脂層為紫外光(ultraviolet,UV)型硬化樹脂;以及一導電圖案,位於該樹脂層之該凸起部上。
- 如申請專利範圍第12項所述的電子裝置,其中該導電圖案包括奈米金屬絲、奈米金屬顆粒或是奈米金屬網狀結構。
- 如申請專利範圍第12項所述的電子裝置,其中該基板包括一有機材料基板。
- 如申請專利範圍第14項所述的電子裝置,其中該基板為一空白基板或一偏光板。
- 如申請專利範圍第12項所述的電子裝置,更包括一平坦層,其中該導電圖案位於該平坦層與該樹脂層的該凸起部之間,且該平坦層填入該樹脂層的該凹陷部。
- 如申請專利範圍第12項所述的電子裝置,其中該平坦層的折射率與該樹脂層的折射率之差異小於15%。
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