TWI559486B - Conductive electrode - Google Patents

Description

導電電極

本發明有關於一種導電電極，尤指一種以包含有易蝕刻性質的黑化層及極薄的耐候層所製成的導電電極，降低導電電極之線路導線所造成的光線干涉條紋現象，增加使用者視見於產品的舒適性，同時大幅度地降低於製造過程出現的側蝕現象，進而達到穩定導電電極的線徑。

隨著電子資訊產品朝輕薄短小化的方向發展，半導體製造方法亦朝著高密度及自動化生產的方向前進，而習知之具有觸控感應面的電子產品或設備，隨著其觸控感應面或觸控面板產品之尺寸由小而逐漸增大，導電電極的製成材料由原本普遍使用的氧化銦錫(ITO)轉變成為金屬導體電極。

實際上一般金屬導電電極10的結構與製程，請參閱圖1及圖2所示，通常為步驟(1)透過至少一附著層11(又稱作接著層)將欲製成金屬導電電極10主體的金屬導電電極層附著於基材12上，使金屬導電電極10不易由基板上脫落，步驟(2)而後將至少一耐候層13(抗蝕層)覆合於金屬導電電極10上。

另外，請參閱圖3所示，上述附著層11設計為兩層，分別為一與上述基材12結合的中介層110及一與上述金屬導電電極10結合的導電基底層111。

請再參閱圖1所示，步驟(3)接著再利用蝕刻液體進行蝕刻程序(wet etching)成為金屬導電電極10電極線路14，便完成初步金屬導電電極10電極線路14的製造，另外，後續於最終感測電極(Sensor)產品完成後，請參閱圖2所示，本發明還能夠再以保護膠膜(OCA)16進行電極線路14的全部表面舖設作為一保護作用。

而導電電極的設計上為了使構成面板基底的導電電極不被使用者以眼睛明顯地察覺到其存在，亦即不讓金屬導電電極10被使用者視認出，而使得目前該產業中的研發人員朝向將金屬導電電極10的線徑寬度製成極細作為其目標。

再更進一步說明，習知之感測電極(Sensor)的電極線路14構造是透過一具有耐蝕刻性質的耐候層13進行保護可做為導電的金屬導電電極10部分，進行一蝕刻程序時，濕式蝕刻是等向性的(Isotropic)，而且因於耐候層13為一耐蝕刻材料，造成耐候層13以及金屬導電電極10兩者之間對於蝕刻液體的蝕刻速率差距甚大，又，針對步驟(2)所形成的耐候層13的分佈通常為一厚度不均勻樣態，因此，當蝕刻溶液做縱向蝕刻時，恐於蝕刻過程當中的金屬導電電極10發生一嚴重的側蝕現象15。

請再參閱圖1所示，換句話說，亦即是金屬導電電極10的左右側面部份，尤其是指寬度設計小於５μm以及厚度設計大於0.3μm範圍的金屬導電電極10線徑，更容易發生一側蝕現象15，導致金屬導電電極10的蝕刻總面積比例過大、蝕刻局部不均所造成的電極線路14線徑之阻抗數值太大，更甚者使電極線路14發生一斷線的結果，使製造廠商所出產的金屬導電電極10的良率及品質不易控管，實為目前極細的導電電極於發展製作上的炙手根本問題。

有據於前述觸控面板用金屬導電電極10之不足缺失，本發明為達到導電電極不被使用者以眼睛明顯地察覺到其存在，以及改善導電電極之側面蝕刻現象15所造成習之導電電極的線徑大小不一而最終降低導電電極產品良率等問題，實為本發明所設計的目的。

本發明之主要目的在於導電電極提供一種具有至少一易蝕刻性質的黑化層之結構設計，在以蝕刻技術製成導電電極的情況下，降低導電電極側向蝕刻現象發生的可能性，提升導電電極產品之生產良率，確保線徑寬度能夠依據預定設計為極細線徑，增加觸控面板光源的光線穿透率及提高色彩飽和度。

本發明之另一目的在於減少耐候層的厚度，並使耐候層的厚度相對於習知為偏薄或者是極薄樣態，由減少厚度的耐候層及易蝕刻性質的黑化層共同降低導電電極側向蝕刻現象發生的可能性，提升導電電極產品之生產良率，確保線徑寬度。

本發明之另再一目的在於導電電極具有至少一黑化層之結構設計，能夠避免人眼直接視見觸控面板下之導電電極的存在，也避免人眼可視見觸控面板介面表面之干涉條紋現象(Moire)產生，以及減少色偏現象等效果，提供使用者一舒適的人眼可視觸控操作介面。

為達上述目的， 本發明導電電極，包含一基材層；至少一附著層，形成一線路圖案佈設於上述基材層表面；一導電電極層，連接於上述附著層表面，並對應上述線路圖案形成一導電線路；一第一黑化層，對應上述線路圖案並形成於上述導電電極層表面，並由易蝕刻性質的材料所製成；以及一耐候層，形成於上述第一黑化層表面，並由耐蝕刻性質的材料所製成。

其中，設計上為了達到減少上述耐候層的厚度成為極薄，以減少蝕刻發生側蝕現象15，本發明之上述耐候層的厚度小於上述第一黑化層，也就是說，上述耐候層的厚度能夠設計成相對小於或者是極小於上述黑化層的厚度，上述第一黑化層的厚度與習知的厚度相同。

而且，上述第一黑化層由具有深色顏色的材料所製成，使光線於上述耐候層表面及上述第一黑化層表面不會發生光線反射、折射及色偏的現象，同時，使光線被上述第一黑化層吸收而無法進入上述導電電極層，形成一能夠避免使用者直接視察到上述導電電極層的遮蔽面。

其中，上述耐候層進一步由具有深 色顏色的材料所製成，形成一能夠避免使用者直接視察到上述導電電極層的遮蔽面。

另外，上述導電線路呈現一網格狀結構。

此外，上述附著層可設計為三種不同的結構樣態，敘明如下：

第一種之上述附著層包含一位於上述基材層表面的中介層、一形成於上述中介層表面的導電基底層以及一位於上述導電基底層表面的抗氧化層。

第二種之上述附著層包含一位於上述基材層表面的第二黑化層、一形成於上述第二黑化層表面的中介層、以及一形成於上述中介層表面的導電基底層。

以及，第三種之上述附著層包含一位於上述基材層表面的中介層、一位於上述中介層表面的第二黑化層、一形成於上述第二黑化層表面的導電基底層以及一位於上述導電基底層表面的抗氧化層。

上述附著層是由金屬、金屬氧化物、高分子材料或者是其複合材料其中一種所製成，而且，上述金屬是選自於鎢、鎳、鉻、銅、釩、鉬、錫、鋅、鈷、鐵、鈦、鋁、鈮或其合金其中一種所製成，上述金屬氧化物分別是由鎢、鎳、鉻、銅、釩、鉬、錫、鋅、鈷、鐵、鈦、鋁、鈮或其合金其中一種氧化所製成。

上述導電電極層是由金、銅、銀、鋅、鋁、鎳、錫等金屬、或其合金、或者是由導電高分子材料其中一種所製成。

上述耐候層是由石墨、金屬、金屬氧化物、可導電的高分子材料或者是其複合材料其中一種所製成，而且，上述金屬是選自於鎢、鎳、鉻、銅、鋁、銀、鈦、鉬、錫、鋅、鈷、鐵、鈮或其合金其中一種所製成，上述金屬氧化物分別是由鎢、鎳、鉻、銅、鋁、銀、鈦、鉬、錫、鋅、鈷、鐵、鈮或其合金其中一種氧化所製成。

最後，上述附著層的厚度介於0.01μm ~1μm，上述導電電極層的厚度介於0.1μm ~6μm，上述耐候層的厚度介於2nm~50nm，上述第一黑化層的厚度介於0.01μm ~1μm。

由前述說明可知，本發明的特點在於：耐候層的厚度設計為相對小於或者是相對極小於第一黑化層的厚度；再者，透過黑化層及帶有深色顏色(黑化性質)的耐候層之設計，將導電線路進行完整的遮蔽，大幅降低導電電極表面產生干涉條紋的現象，藉此完成一可供人眼睛舒適地可視的觸控操作介面；此外，利用耐候層及附著層中設計至少一帶有深色顏色的黑化層結構相對於設計為極薄厚度的耐候層相互配合，達到降低導電電極的嚴重側蝕現象。

茲為便於更進一步對本發明之構造、使用及其特徵有更深一層明確、詳實的認識與瞭解，爰舉出較佳實施例，配合圖式詳細說明如下：

請參閱圖4A至圖4B所示，本發明觸控用導電電極於一較佳實施例中，製造步驟如下敘明：

(A)選定一預設的基材，由上述基材形成一基材層2，上述基材層2可由軟性材料或者是玻璃板所構成，上述軟性材料是由聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、聚亞苯基碸(PPSU)、聚乙烯亞胺(PEI)或者是聚亞醯胺(PI)其中一種所製成；

(B)於上述基材層2表面上形成至少一具有導電性的附著層3，其中，上述附著層3的厚度介於0.01μm ~1μm，另外，上述附著層3可選自於真空濺鍍、化學鍍或者是高分子塗佈其中一種或其組合方式進行製程，而上述附著層3是由金屬、金屬氧化物、高分子材料或者是其複合材料其中一種所製成。

其中，上述附著層3的上述金屬是選自於鎢(W)、鎳(Ni)、鉻(Cr)、銅(Cu)、釩(V)、鉬(Mo)、錫(Sn)、鋅(Zn)、鈷(Co)、鐵(Fe)、鈦(Ti)、鋁(Al)、鈮(Nb)或其合金其中一種所製成，上述附著層3的上述金屬氧化物分別是由鎢(W)、鎳(Ni)、鉻(Cr)、銅(Cu)、釩(V)、鉬(Mo)、錫(Sn)、鋅(Zn)、鈷(Co)、鐵(Fe)、鈦(Ti)、鋁(Al)、鈮(Nb)或其合金其中一種氧化所製成。

請再參閱圖4A至圖4B所示，接續上述步驟(B)，(C)於上述附著層3表面形成一具有導電性的導電電極層4，其中，上述導電電極層4可選自於真空濺鍍、蒸鍍、化學鍍、電鍍或者是導電高分子塗佈其中一種或其組合方式進行製程，上述導電電極層4是由金(Au)、銅(Cu)、銀(Ag)、鋅(Zn)、鋁(Al)、鎳(Ni)、錫(Sn)等金屬、或其合金、或者是由導電高分子材料其中一種所製成；

(D)於上述導電電極層4表面形成一第一黑化層5，上述第一黑化層5是由具有一容易被蝕刻液體進行蝕刻的性質之材料所構成，而且，上述第一黑化層5為透過電鍍或者是濺鍍方式將本身具有深色顏色的氧化金屬材料或高分子材料佈設於上述導電電極層4表面，又或者是將原本不具有深色顏色的材料以化學的方式將其進行一染色程序，轉變成為帶有深色顏色的上述第一黑化層5。

上述第一黑化層5的上述深色顏色可設為一偏藍色、綠色、紫色、棕色或者是黑色等較為深色的顏色，有助於吸收產品上反射光線或者是折射光線，使得光線幾近乎不會進入位於上述第一黑化層5下層的上述導電電極層4，也因此，進而有效地降低干涉條紋現象(moire)的發生，造成上述導電電極層4不易被產品使用者的眼睛明顯地覺察，能夠達到使用者以眼睛視見於產品表面一舒適的效果。

(E)於上述第一黑化層5表面形成一耐候層6，上述耐候層6是由耐蝕刻性質的材料所製成，其中，上述耐候層6可選自於化學鍍、電鍍或者是導電高分子塗佈其中一種或其組合方式進行製程，而上述耐候層6是由石墨(graphite)、金屬、金屬氧化物、可導電的高分子材料或者是其複合材料其中一種所製成。

上述耐候層6的上述金屬是選自於鎢(W)、鎳(Ni)、鉻(Cr)、銅(Cu)、鋁(Al)、銀(Ag)、鈦(Ti)、鉬(Mo)、錫(Sn)、鋅(Zn)、鈷(Co)、鐵(Fe)、鈮(Nb)或其合金其中一種所製成，上述耐候層6的上述金屬氧化物分別是由鎢(W)、鎳(Ni)、鉻(Cr)、銅(Cu)、鋁(Al)、銀(Ag)、鈦(Ti)、鉬(Mo)、錫(Sn)、鋅(Zn)、鈷(Co)、鐵(Fe)、鈮(Nb)或其合金其中一種氧化所製成。

而且，上述耐候層6可進一步地設計為具有深色顏色，換句話說，由上述第一黑化層5及上述耐候層6兩者的厚度共同加強建構出一能夠避免使用者直接視察到上述導電電極層4的遮蔽面50，再進一步地說明，由於上述第一黑化層5為具有深色顏色的黑化性質，因此，上述耐候層6相對於習知耐候層13以及本發明第一黑化層5的相對厚度能夠設計為較薄或者是極薄，於本發明中上述第一黑化層5的厚度與習知耐厚層13的厚度相同皆為介於0.01μm ~1μm之間，而本發明耐候層6的厚度設計為相對於習知耐厚層13更加輕薄。

(F)先以具有預定線路圖案的上述遮蔽層7佈設於上述耐候層6的表面，再以蝕刻液體進行一濕式蝕刻程序形成一連續性或不連續性的網格形狀之線路圖案，將上述遮蔽層7進行離形移除動作後，請參閱圖5所示，形成一初步的導電電極產品樣態。

上述步驟(A)~(F)可製作出其中一面具有導電線路的上述導電電極層4，然若須製作出雙面或者是多面的上述導電電極層4，則可重複進行多次上述步驟(A)~(F)，以依據不同產品需求設計重複性變化製作步驟。

再者，本發明將上述第一黑化層5及上述導電電極層4設計為具有相同的蝕刻速率，則能夠於蝕刻程序進行的當下，上述導電電極層4便會大幅降低被側向蝕刻的可能性，因此，大幅降低了發生習知嚴重的側蝕現象15，故本發明的結構具有改善習知於蝕刻程序時極為可能產生的側向蝕刻現象15，可以維持並保證本發明導電電極的導電線路之線徑寬度，也因此可大幅提升導電電極的產品良率。

由於上述第一黑化層5及上述耐候層6分別為易蝕刻材質及相對的耐蝕刻材質所製成，因此，為了要使兩者於蝕刻程序進行時的蝕刻速率相同，則上述耐候層6的厚度設計必須要小於或者是極小於上述第一黑化層5的厚度。

請參閱圖6所示，再進一步增加一步驟(F)在本發明送達其它目的地進行其它接續加工程序之後，可利用塗佈或者是直接貼膜的方式進行將一透明的保護膠膜層8(Optically clear adhesive)完全覆蓋密封於上述導電電極及上述基材層2，作一保護產品構造之步驟，其中，上述保護膠膜層8是由(聚)氧化樹脂(Silicone)或者是丙烯酸樹脂(Acrylic)其中一種所製成。

再進更一步而言，上述耐候層6可設為一具有較深色顏色的黑化性質，因此，間接形成上述導電電極層4不易被產品使用者明顯覺察的效果，有效降低干涉條紋現象(moire)的發生，於使用者以眼睛視見於產品表面時供一舒適的效果。

相對於本發明之保護膠膜層8設計，是將上述導電電極完全包覆於上述保護膠膜層8中，而上述保護膠膜層8相對於上述基材層2形成一近乎平坦的表面樣態，並不會於具有線路圖案的導電電極之間留有空隙。

再更進一步而言， 於實際上完成製作本發明的導電電極產品時，如果以俯視圖來看，以上述導電電極層4對應上述線路圖案形成一呈現網格狀結構的導電線路。

除此之外，請參照圖7所示，更進一步而言，相對於習知附著層11是由兩層所構成，本發明於一第一較佳實施例中，上述附著層3可利用濺鍍製程分別依序由一中介層31、一導電基底層32以及一抗氧化層33共三層所共同製成，先於上述基材層2表面上形成一中介層31、於上述中介層31表面形成一導電基底層32以及於上述導電基底層32表面形成一抗氧化層33。

請參照圖8所示，於一第二較佳實施例中，上述附著層3可利用濺鍍製程分別依序由一第二黑化層30、一中介層31以及一導電基底層32共三層所共同製成，先於上述基材層2表面上形成一第二黑化層30，於上述第二黑化層30表面形成一中介層31以及於上述中介層31表面形成一導電基底層32。

請參照圖9所示，於一第三較佳實施例中，上述附著層3可利用濺鍍製程分別依序由一第二黑化層30、一中介層31、一導電基底層32以及一抗氧化層33共四層所共同製成，先於上述基材層2表面上形成一第二黑化層30，再於上述黑化層30表面形成一中介層31、於上述中介層31表面形成一導電基底層32以及於上述導電基底層32表面形成一抗氧化層33。

而由於上述第二及第三較佳實施例中所具有的上述附著層3朝向上述基材層2方向另具有一第二黑化層30，上述第二黑化層30為具有導電特性的金屬氧化物或者是具有抗蝕特性的金屬化合物其中一種所製成，而且上述第二黑化層30厚度介於5nm～0.1μm範圍之間。

換言之，由於上述第二黑化層30所製成的材料特性為本身顏色偏藍色、綠色、紫色、棕色或者是黑色等較為深色的顏色，有助於吸收產品上反射光線或者是折射光線，因此，間接造成本發明導電電極層4不易被產品使用者明顯覺察，有效降低干涉條紋現象(moire)的發生，於使用者以眼睛視見於產品表面時提供一舒適的效果。

上述中介層31(又稱作Tie-coat)是用以結合上述第二黑化層30以及上述導電基底層32，上述導電基底層32(又稱作Seed layer)具有易氧化特性，相對於習知利用下述三種方法避免上述導電基底層32的氧化狀況發生：

方法(1)以酸性溶液去除氧化的導電基底層32、方法(2)暫時先冷凍乾燥或者是低溫低濕保存並於12至24小時內使用上述導電基底層32、方法(3)以真空保存並於三至六個月內使用上述導電基底層32，然而，本發明係設計於上述導電基底層32表面形成一抗氧化層33，避免上述導電基底層32的氧化作用。

再者，本發明之附著層3的厚度設為介於0.01μm～1μm範圍之間；而上述導電電極層4的厚度設為介於0.1μm～6μm範圍之間；上述第一黑化層5的厚度設為介於0.01μm～1μm範圍之間；以及，上述耐候層6的厚度介於2nm~50nm範圍之間。

據此，相對於習知圖1金屬導電電極10所呈現的結構樣態，本發明導電電極於前述較佳實施例中之上述導電電極層4表面形成的上述第一黑化層5及上述附著層3中設計一第二黑化層30，位於上述基材層2第一面的上述第一黑化層5位置及位於上述基材層2第二面的上述第二黑化層30位置相互交錯，此結構交錯設計方式配合上述兩黑化層5及30，而能夠讓使用者的眼睛注視於本發明導電電極時，人眼首先視見於第一面上述第一黑化層5，而當人眼視見於上述第一黑化層5及上述第一黑化層5之間的空隙時，透過光線進入上述基材層2後到達第二面上述第二黑化層30，因此，相較於習知人眼視見於上述金屬導電電極10與上述金屬導電電極10之間的空隙時，習知結構會讓人眼直接明顯覺查到第二面的上述金屬導電電極10，本發明結構設計能夠避免第二面上述導電電極層4被人眼視見之，形成一完整遮蔽的效果，而且，上述耐候層6也能夠進一步地設計為具有深色顏色的黑化性質，因此，本發明再再地加強與提升避免使用者的眼睛可視見觸控面板介面表面之干涉條紋現象(Moire)及視察觸控面板介面下方的導電電極層4之功效。

上述所舉實施例，僅用為方便說明本發明並非加以限制，在不離本發明精神範疇，熟悉此一行業技藝人士依本發明申請專利範圍及創作說明所作之各種簡易變形與修飾，均仍應含括於以下申請專利範圍中。

〔習知〕
10‧‧‧金屬導電電極
11‧‧‧附著層
110‧‧‧中介層
111‧‧‧導電基底層
12‧‧‧基材
13‧‧‧耐候層
14‧‧‧電極線路
15‧‧‧側蝕現象
16‧‧‧保護膠膜
〔本發明〕
2‧‧‧基材層
3‧‧‧附著層
30‧‧‧第二黑化層
31‧‧‧中介層
32‧‧‧導電基底層
33‧‧‧抗氧化層
4‧‧‧導電電極層
5‧‧‧第一黑化層
50‧‧‧遮蔽面
6‧‧‧耐候層
7‧‧‧遮蔽層
8‧‧‧保護膠膜層

圖1為習知導電電極之製造方法流程圖； 圖2為習知導電電極以保護膠膜層包覆之結構示意圖； 圖3為習知附著層之結構示意圖； 圖4A及圖4B為本發明導電電極之製造方法流程圖； 圖5為本發明導電電極之結構示意圖； 圖6為本發明導電電極以保護膠膜層包覆之結構示意圖； 圖7為本發明附著層第一較佳實施例之結構示意圖； 圖8為本發明附著層第二較佳實施例之結構示意圖； 圖9為本發明附著層第三較佳實施例之結構示意圖。

2‧‧‧基材層

3‧‧‧附著層

4‧‧‧導電電極

5‧‧‧第一黑化層

6‧‧‧耐候層

Claims (10)

1. 一種導電電極，包含：一基材層；至少一附著層，形成一具有線路圖案佈設於上述基材層表面；一導電電極層，形成於上述附著層表面，並對應上述線路圖案形成一導電線路，上述導電線路呈現一網格狀結構；一第一黑化層，對應上述線路圖案並形成於上述導電電極層表面，並由易蝕刻性質的材料所製成；以及一耐候層，形成於上述第一黑化層表面，並由耐蝕刻性質的材料所製成；其中，上述第一黑化層由具有深色顏色的材料所製成，使光線被上述第一黑化層吸收而無法進入上述導電電極層，形成一能夠避免使用者直接視察到上述導電電極層的遮蔽面。
2. 如申請專利範圍第1項所述之導電電極，其中，上述耐候層進一步由具有深色顏色的材料所製成，形成一能夠避免使用者直接視察到上述導電電極層的遮蔽面。
3. 如申請專利範圍第1項所述之導電電極，其中，上述附著層包含一位於上述基材層表面的中介層、一形成於上述中介層表面的導電基底層以及一位於上述導電基底層表面的抗氧化層。
4. 如申請專利範圍第1項所述之導電電極，其中，上述附著層包含一位於上述基材層表面的第二黑化層、一形成於上述第二黑化層表面的中介層、以及一形成於上述中介層表面的導電基底層。
5. 如申請專利範圍第1項所述之導電電極，其中，上述附著層包含一位於上述基材層表面的中介層、一位於上述中介層表面的第二黑化層、一形 成於上述第二黑化層表面的導電基底層以及一位於上述導電基底層表面的抗氧化層。
6. 如申請專利範圍第1項所述之導電電極，其中，上述附著層是由金屬、金屬氧化物、高分子材料或者是其複合材料其中一種所製成。
7. 如申請專利範圍第6項所述之導電電極，其中，上述金屬是選自於鎢、鎳、鉻、銅、釩、鉬、錫、鋅、鈷、鐵、鈦、鈮、鋁或其合金其中一種所製成，上述金屬氧化物分別是由鎢、鎳、鉻、銅、釩、鉬、錫、鋅、鈷、鐵、鈦、鈮、鋁或其合金其中一種氧化所製成。
8. 如申請專利範圍第1項所述之導電電極，其中，上述耐候層是由石墨、金屬、金屬氧化物、可導電的高分子材料或者是其複合材料其中一種所製成。
9. 如申請專利範圍第8項所述之導電電極，其中，上述金屬是選自於鎢、鎳、鉻、銅、鋁、銀、鈦、鉬、錫、鋅、鈷、鐵、鈮或其合金其中一種所製成，上述金屬氧化物分別是由鎢、鎳、鉻、銅、鋁、銀、鈦、鉬、錫、鋅、鈷、鐵、鈮或其合金其中一種氧化所製成。
10. 如申請專利範圍第1項所述之導電電極，其中，上述附著層的厚度介於0.01μm~1μm，上述導電電極層的厚度介於0.1μm~6μm，上述耐候層的厚度介於2nm~50nm，而上述第一黑化層的厚度介於0.01μm~1μm。