TWI574187B - 導線結構與感測元件 - Google Patents

Description

導線結構與感測元件

本發明是有關於一種導線結構以及感測元件。

隨著電子技術的蓬勃發展，以及無線通訊與網路的普及化，各式各樣的電子產品逐漸成為生活不可或缺的工具。一般常見的輸入與輸出(input/output,I/O)介面，逐漸採用觸控感測元件取代例如鍵盤或是滑鼠。因此，感測元件常被應用作為人與電子裝置之間的溝通界面，以利執行控制。

隨著技術的發展，現有的感測元件朝向大尺寸以及輕薄的方向發展，於製作大尺寸感測元件之感應電極層需注意製程均勻性的問題。因此，有必要針對大尺寸感測元件的結構及製程進行改良。

本發明之一實施例提供一種導線結構與感測元件，其結構配置能提高導線的塗佈效率，及感測元件的版面利用率。

本發明一實施例的導線結構，包括基板與多條導線，基板具有第一區、第二區與分隔第一區與第二區的至少一邊界線。導線配置於基板上且分別位於第一區與第二區，其中邊界線可為直線，且位於第二區的導線相對於邊界線呈傾斜。

本發明一實施例的感測元件，包括基板與多條導線。導線配置於基板上，其中一部分導線在基板上形成作動區(active area)，其中另一部分導線在基板上形成邊框導線區(frame wire area)。作動區與邊框導線區以至少一邊界線分隔。邊界線可為直線，且位於邊框導線區的導線相對於邊界線呈傾斜。

藉由印刷製程在基板上形成導線，並將基板區分為不同區域且以邊界線作為分隔，導線可相對於邊界線而呈傾斜的狀態，有利於在印刷製程中避免形成導電材料殘留所導致導線短路的問題。

為讓本發明能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

100‧‧‧感測元件

110‧‧‧基板

120、120A、120B、120C、120D、121、122、123、124‧‧‧導線

200‧‧‧刮刀

A、B‧‧‧部分

A1‧‧‧作動區

A2‧‧‧邊框導線區

B.L‧‧‧邊界線

C1、C2、C3、C4、C5‧‧‧彎折

D1‧‧‧方向

L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8、L9、L10、L11、L12‧‧‧直線段

R‧‧‧圓角

X1、X2‧‧‧軸

θ1、θ2、θ3‧‧‧夾角

圖1是依據一實施例的一種感測元件的示意圖。

圖2與圖3分別是圖1不同部分的局部放大圖。

圖4與圖5分別是不同實施例的感測元件於不同處的局部放大圖。

圖6是圖2至圖5的其中一導線的放大圖。

圖7至圖10分別依據不同實施例繪示導線的局部放大圖。

圖11是依據另一實施例之導線結構於剖面處的電子顯微圖。

圖1是依據一實施例的一種感測元件的示意圖。圖2與圖3分別是圖1不同部分的局部放大圖。請參考圖1至圖3，在本實施例中，感測元件100包括基板110以及多條導線120，其中導線120配置在基板110上，導線120是藉由印刷方式，例如是凹版印刷而塗佈在基板110上。

如圖1所示，配置在基板110上的一部分導線120能在基板110形成作動區A1(active area)，其可視為感測元件100的感測區域，而另一部分導線120則在基板110上形成邊框導線區A2(frame wire area)，且所述邊框導線區A2相鄰於作動區A1，其中作動區A1與邊框導線區A2之間是以虛擬的邊界線B.L作為分隔，邊界線B.L可例如為直線。在本實施例中，部分A用以繪示出邊框導線區A2的導線與作動區A1的導線直接連接的對應狀態，部分B則是邊框導線區A2的導線未與作動區A1的導線直接連接的狀態，後續將對部分A、B予以進一歩說明。

在本實施例中，圖式僅繪示出一條邊界線B.L，然本發明 並不以此為限，於另一未繪示的實施例中，基板110上能存在多條邊界線B.L以區隔前述的作動區A1與邊框導線區A2，其端賴感測元件之設計需求而改變。舉例而言，呈矩形的作動區A1可被邊框導線區A2所環繞，兩個區域之間例如具有四條邊界線B.L。據此，所述邊界線B.L的數量可依據作動區A1的外型輪廓而定。

如圖1所示，本實施例中位於邊框導線區A2的導線120可呈一個或多個彼此相互平行的寬帶，而進一歩地放大觀察部分A與部分B，分別如圖2與圖3所示。在圖2中，所述寬帶可由一條導線120所形成。在圖3中，所述寬帶可由多條導線120所形成，且位於邊框導線區A2的導線120可相對於前述邊界線B.L呈傾斜狀。

請參考圖2，其為圖1之部分A的放大圖，導線120可以是由多個直線段彼此連接而成，即位於邊框導線區A2的導線120分別是沿軸X1延伸的多條彎折線，其具備沿著軸X1而彼此間隔地配置的直線段與彎折，其中相鄰的導線120中，其直線段可沿軸X2而相互平行，且每一個直線段均相對於邊界線B.L呈傾斜。在本實施例中，軸X1正交於軸X2，且邊界線B.L是平行於軸X1。圖3為圖1之B部分的放大圖，其亦呈現相似的外型輪廓。此外，圖2所示位於作動區A1的導線120可以是呈網狀結構，且位在邊框導線區A2之最左側的導線120是與網狀結構的周緣電性連接，在圖2繪示的是所述電性連接處正位於網狀結構的交點處。

惟，本發明並未限制作動區A1的導線120與邊框導線區 A2的導線120之間的電性連接方式。

圖4與圖5分別是不同實施例的感測元件於不同處的局部放大圖。請參考圖4，相鄰於作動區A1且具有寬度例如為20微米(μm)的導線120A，其可與呈網狀結構的導線120B電性連接在網狀結構的非交點處，其中導線120A可如同前述位於邊框導線區A2之導線120的直線段部分。

請參考圖5，本實施例位於邊框導線區A2之導線120C，其可具有多個直線段與彎折，且連接在作動區A1之網狀結構的交點處及/或非交點處，而以作動區A1的導線120D而言，其連接在邊框導線區A2之導線120C的直線段及/或彎折處。

換句話說，由上述圖2至圖5可得知，沿著邊界線上，位於作動區A1且呈網狀結構的導線及位於邊框導線區A2且呈彎折狀的導線之間存在多種不同的電性連接方式。

圖6是圖2至圖5的其中一導線的放大圖。請參考圖6，在本實施例中，在此將呈彎折狀的導線120區分為多個直線段L1、L2以及連接其間的彎折C1。導線120例如是藉由凹版印刷而塗佈在基板110上時，亦即，沿軸X1延伸的刮刀200是沿著軸X2(以方向D1)而將導電材料塗佈於基板110上，其中直線段L1、L2相對於軸X1與軸X2可呈傾斜。

導線120的直線段L1或L2相對於軸X1而存在夾角θ1，直線段L1或L2也相對於軸X2而存在夾角θ2，其中夾角θ1的範圍可例如是15度至75度(即代表θ2的範圍是75度至15度)。 直線段L1或L2相對於軸X1、軸X2呈傾斜，且搭配所述夾角關係，如圖6所示，導線120可相對於軸X2而呈對稱。

在本實施例中，直線段L1或L2並未垂直也未平行於邊界線B.L(軸X1)，形成如圖所示的鋸齒狀(zig-zag)彎折外型。可讓刮刀200在將導電材料沿方向D1塗佈於基板110上時，能有效地降低導電材料殘留在基板110上的情形。

圖7繪示另一實施例之導線結構的放大圖。請參考圖7，導線121呈彎折狀，而其直線段L3或L4與軸X1、軸X2存在夾角θ1、θ2。其中連接在直線段L3或L4之間的彎折C2可為圓角R(fillet)，而讓圖7的導線121呈流線狀。

圖8繪示另一實施例之導線結構的放大圖。請參考圖8，導線122的直線段L5、L6可具有不同長度且彼此相隔地配置，而有異於前述直線段L1、L2是具有相同長度的情形。此外，連接在直線段L5、L6之間的彎折C3可與前述彎折C1或C2相同。

圖9繪示另一實施例之導線結構的放大圖。請參考圖9，導線123可由多條不同寬度的直線段L7至L10所構成，而其彎折C4可呈尖角(closed angle)及/或圓角。其中，直線段L7至L10的寬度關係為W7>W10>W9>W8，其中以W7至W10分別代表直線段L7至L10的寬度，較佳的是，所述W7至W10小於50微米(μm)。

圖10繪示另一實施例之導線結構的放大圖。請參考圖10，導線124可由多條不同寬度的直線段L11、L12所構成，而彎 折C5連接其中，其與軸X1、X2之夾角θ1、θ2可參考圖6至圖9的實施例，彎折C5可呈尖角或圓角。本實施例是以不同寬度直線段L11、L12(直線段L11的寬度大於直線段L12的寬度)彼此間隔地沿軸X1排列配置。

如上述圖6至圖10的實施例，所述夾角θ1的範圍可例如是15度至75度，而夾角θ2的範圍可例如是75度至15度，直線段的寬度與長度可分別進行適當地變更，以藉此調整導線的阻抗。在一實施例中，所述導線的長度例如為1毫米(mm)，寬度為30微米(μm)，而其夾角θ1為15度。

圖11是依據另一實施例之導線結構於剖面處的電子顯微圖。請參考圖11，可利用凹版印刷在基板110上塗佈導線120，其剖面相對於基板110是呈弧形頂部輪廓，或是圓形的局部，具有較平緩的表面。換句話說，本發明一實施例的導線結構，其邊緣輪廓相對於基板110所呈的夾角θ3實質上為銳角。另，藉由黃光微影製程(photolithography process)所形成的導線剖面，其側面與底面的夾角為一直角或因過蝕下切而呈現鈍角，與前述的特徵不同。

無論是位於作動區A1或是邊框導線區A2的導線120，均可藉由印刷製程所形成。導線120的剖面中，頂部與側面之間的鄰接部分可呈現導角結構，亦或是其頂部具有曲率R，而形成前述為銳角的夾角θ3。再者，本發明一實施例的導線結構於印刷過程中，由於印刷條件(如刮刀的印刷速度、導電材料特性或其 固化溫度等)，導線120的寬度與厚度彼此為正相關，也就是導線120的厚度會隨著寬度的增加而增加，不同區域(作動區A1或邊框導線區A2)的導線120的寬度與厚度亦存在上述正相關之情形。

此外，在本發明的實施例中，各導線的表面平均粗糙度(Ra)可為10%~50%。舉例而言，當所述導線的厚度為1微米(μm)時，其表面的平均粗糙度0.1微米(μm)至0.5微米(μm)。

在本發明的實施例中，感測元件在基板上藉由印刷技術而形成多條導線，其中這些導線形成感測元件的作動區與邊框導線區，且兩區域之間可利用例如呈直線且虛擬的邊界線作為分隔。再者，所形成的導線結構可由多個直線段與至少一彎折所形成，且讓直線段相對於邊界線呈傾斜。據此，當以刮刀沿一方向(所述方向垂直於邊界線或平行於邊界線)塗佈導電材料而在基板形成上述導線時，導線的直線段是相對於邊界線呈傾斜，在印刷過程中可降低導電材料殘留的情形(即，避免在相鄰的導線之間存有殘留的導電材料而導致導線短路的問題)。因此，刮刀便能平順地且有效率的方式進行印刷。

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及其均等範圍所界定者為準。

100‧‧‧感測元件

110‧‧‧基板

120‧‧‧導線

A1‧‧‧作動區

A2‧‧‧邊框導線區

B.L‧‧‧邊界線

A、B‧‧‧部分

Claims (26)

1. 一種導線結構，包括：一基板，具有一第一區、一第二區與分隔該第一區與該第二區的至少一邊界線；以及多條導線，配置於該基板上且分別位於該第一區與該第二區，其中該至少一邊界線為一直線，且位於該第二區的至少兩條導線相對於該邊界線呈傾斜，所述至少兩條導線是至少兩條相互平行且互不交錯的多彎折線。
2. 如申請專利範圍第1項所述的導線結構，其中位於該第二區的該些導線分別是沿一第一軸延伸的多條彎折線，該第一軸平行於該邊界線，各該彎折線具有至少一彎折與至少兩個直線段，各該直線段相對於該邊界線呈傾斜。
3. 如申請專利範圍第2項所述的導線結構，其中該些彎折線彼此平行。
4. 如申請專利範圍第2項所述的導線結構，其中位於該第一區的該些導線形成一網狀結構，且該網狀結構的周緣連接至與其相鄰的該彎折線。
5. 如申請專利範圍第4項所述的導線結構，其中該網狀結構的周緣連接至該彎折線的至少一彎折、至少一直線段或至少一彎折與至少一直線段。
6. 如申請專利範圍第4項所述的導線結構，其中該網狀結構位於周緣的至少一交點連接至該彎折線的至少一彎折、至少一直線段或至少一彎折與至少一直線段。
7. 如申請專利範圍第2項所述的導線結構，在同一彎折線的相鄰兩直線段中，其中一直線段與該第一軸夾一第一角度，另一直線段與一第二軸夾一第二角度，該第一角度為15°至75°，該第二角度為75°至15°，該第二軸為印刷該些導線的軸向，且該第一軸正交於該第二軸。
8. 如申請專利範圍第2項所述的導線結構，其中該彎折為一圓角(fillet)或一尖角(closed angle)。
9. 如申請專利範圍第2項所述的導線結構，其中該彎折線的該至少兩條直線段的長度相等或不相等。
10. 如申請專利範圍第2項所述的導線結構，其中該彎折線的該至少兩條直線段的線寬相等或不相等。
11. 如申請專利範圍第1項所述的導線結構，其中位於該第二區的各該導線的線寬小於或等於50μm。
12. 如申請專利範圍第1項所述的導線結構，其中位於該第二區的各該導線，其截面相對於該基板呈一弧形頂部輪廓，且該弧形頂部輪廓邊緣與該基板的表面夾一銳角。
13. 如申請專利範圍第1項所述的導線結構，其中各該導線的表面平均粗糙度(Ra)為10%~50%。
14. 一種感測元件，包括： 一基板；以及多條導線，配置於該基板上，其中一部分導線在該基板上形成一作動區(active area)，其中另一部分導線在該基板上形成一邊框導線區(frame wire area)，該作動區與該邊框導線區以至少一邊界線分隔，該邊界線為一直線，且位於該邊框導線區的至少兩條導線相對於該邊界線呈傾斜，所述至少兩條導線是至少兩條相互平行且互不交錯的多彎折線。
15. 如申請專利範圍第14項所述的感測元件，其中位於該邊框導線區的該些導線分別是沿一第一軸延伸的多條彎折線，該第一軸平行於該邊界線，各該彎折線具有至少一彎折與至少兩個直線段，各該直線段相對於該邊界線呈傾斜。
16. 如申請專利範圍第15項所述的感測元件，其中該些彎折線彼此平行。
17. 如申請專利範圍第15項所述的感測元件，其中位於該作動區的該些導線形成一網狀結構，且該網狀結構的周緣連接至與其相鄰的該彎折線。
18. 如申請專利範圍第17項所述的感測元件，其中該網狀結構的周緣連接至該彎折線的至少一彎折、至少一直線段或至少一彎折與至少一直線段。
19. 如申請專利範圍第17項所述的感測元件，其中該網狀結構位於周緣的至少一交點連接至該彎折線的至少一彎折、至少一直線段或至少一彎折與至少一直線段。
20. 如申請專利範圍第15項所述的感測元件，在同一彎折線的相鄰兩直線段中，其中一直線段與該第一軸夾一第一角度，另一直線段與一第二軸夾一第二角度，該第一角度為15°至75°，該第二角度為75°至15°，該第二軸為印刷該些導線的軸向，且該第一軸正交於該第二軸。
21. 如申請專利範圍第15項所述的感測元件，其中該彎折為一圓角或一尖角。
22. 如申請專利範圍第15項所述的感測元件，其中該彎折線的該至少兩條直線段的長度相等或不相等。
23. 如申請專利範圍第15項所述的感測元件，其中該彎折線的該至少兩條直線段的線寬相等或不相等。
24. 如申請專利範圍第14項所述的感測元件，其中位於該邊框導線區的各該導線的線寬小於或等於50μm。
25. 如申請專利範圍第14項所述的感測元件，其中位於該邊框導線區的各該導線，其截面相對於該基板呈一弧形頂部輪廓，且該弧形頂部輪廓邊緣與該基板的表面夾一銳角。
26. 如申請專利範圍第14項所述的感測元件，其中各該導線的表面平均粗糙度(Ra)為10%~50%。