TWI748709B - 接觸結構、電子裝置、和製造接觸結構的方法 - Google Patents
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Abstract
提供一種接觸結構,包含:基板、銅層、有機複配型保護層、以及奈米銀層。銅層設置在基板之上。有機複配型保護層設置在銅層之上,用以避免銅層氧化,其中有機複配型保護層在銅層的表面上形成單分子的吸附層。奈米銀層設置在有機複配型保護層之上。亦提供一種製造接觸結構的方法。
Description
本揭示內容是有關於一種接觸結構、電子裝置及其製法,且特別是關於具有銅層和奈米銀層堆疊的接觸結構、電子裝置及其製法。
現有技術中,在一些電子裝置(例如觸控面板)中,在觸控電極與傳輸線交會處的接觸區域處,傳輸線材料多為銅材料層,觸控電極使用奈米銀材料層。但是,在製造包含此接觸區域的裝置時,在黃光製程中,由於在剝膜液(例如,氫氧四甲基銨(TMAH)溶液)中銅和銀兩種金屬存在電位差,因此會發生氧化還原反應,導致銅材料層發生氧化而變色。
第1A圖繪示習知的包含接觸區域20的裝置10在以黃光製程的剝膜液處理之前的示意圖。裝置10包含基板12、在基板12之上的銅層14、和在基板12之上且部分地覆蓋銅層14的奈米銀層16。第1B圖為第1A圖的裝置在以黃光製程的剝膜液處理之後的示意圖,其中在接觸區域20的銅層14'發生變色的現象。第1C圖為第1B圖的接觸區域20的局部俯視影像,顯示在奈米銀層16覆蓋銅層14'的邊界處的影像,可見在奈米銀層16所覆蓋的銅層14'的部分中,銅層14'發生變色的現象。
由於銅層氧化變色會影響產品的外觀,有鑑於此,現有的銀奈米層與銅層的接觸結構實有待改善的必要。
本揭示內容之一實施方式的目的在於提供一種接觸結構,藉由在銅層上設置保護層,從而在銅層與奈米銀層的堆疊的結構中,防止銅在後續的黃光製程中發生氧化變色的現象。
本揭示內容之一實施方式的目的在於提供一種保護層,其與奈米銀材料層有良好的搭配性。
本揭示內容的一些實施方式提供了一種接觸結構,包含:基板、銅層、有機複配型保護層、以及奈米銀層。銅層設置在基板之上。有機複配型保護層設置在銅層之上,用以避免銅層氧化,其中有機複配型保護層在銅層的表面上形成單分子的吸附層。奈米銀層設置在有機複配型保護層之上。
在一些實施方式中,有機複配型保護層包括:具有含氮原子的雜環化合物之組合物、或偶聯劑與耦合劑之組合物。
在一些實施方式中,有機複配型保護層包含苯並三氮唑和咪唑啉。
在一些實施方式中,苯並三氮唑和咪唑啉的比例為1:100至100:1。
在一些實施方式中,苯並三氮唑和咪唑啉的比例為1:1至1:3。
在一些實施方式中,有機複配型保護層包含:偶聯劑以及螫合劑。偶聯劑為矽烷偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑、多功能偶聯劑、或其組合。螫合劑為有機螫合劑、金屬螫合劑、或其組合。
在一些實施方式中,偶聯劑和螫合劑的比例為1:100至100:1。
在一些實施方式中,偶聯劑為六甲基二矽氧烷,螫合劑為乙二胺。
在一些實施方式中,六甲基二矽氧烷與乙二胺的比例為3:1至6:1。
在一些實施方式中,偶聯劑為三硬脂酸鈦酸異丙酯(TTS),螫合劑為乙二胺四乙酸(EDTA)。
在一些實施方式中,有機複配型保護層的厚度為約50至約100奈米。
在一些實施方式中,接觸結構浸泡氫氧四甲基銨之後所量測的∆a*不大於0.7。
本揭示內容的一些實施方式提供了一種電子裝置,其包含銅層和奈米銀層所形成的接觸結構,其中,有機複配型保護層設置在銅層和奈米銀層之間。
在一些實施方式中,在電子裝置的接觸結構中,銅層的至少一側邊、有機複配型保護層的至少一側邊、和奈米銀層的至少一側邊互相對齊。
本揭示內容的另一些實施方式提供了一種製造接觸結構的方法,包含:提供設置於基板上的銅層;在銅層上塗佈保護層溶液,其包含:有機保護性組成物、有機醇類、和水;使保護層溶液形成為有機複配型保護層;以及在有機複配型保護層上設置奈米銀層。
在一些實施方式中,其中有機保護性組成物包含:具有含氮原子的雜環化合物之組合物、或偶聯劑與耦合劑之組合物。
在一些實施方式中,有機保護性組成物包含苯並三氮唑以及咪唑啉。其中,苯並三氮唑的含量為保護層溶液的約0.1至約10重量百分比,並且咪唑啉的含量為保護層溶液的約0.1至約10重量百分比。
在一些實施方式中,有機保護性組成物包含:偶聯劑以及螫合劑。偶聯劑包含矽烷偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑、多功能偶聯劑、或其組合。偶聯劑在保謢層溶液的比例為約0.05至約20重量百分比。螫合劑包含有機螫合劑、金屬螫合劑、或其組合。螫合劑在保護層溶液的比例為約0.05至約20重量百分比。
在一些實施方式中,還包含:於一圖案化製程中,蝕刻銅層、有機複配型保護層、和奈米銀層。
在一些實施方式中,於圖案化製程之後,銅層的至少一側邊、有機複配型保護層的至少一側邊、和奈米銀層的至少一側邊互相對齊。
以下的揭示內容提供了不同的實施方式或實施例,以實現所提供的標的之不同的特徵。以下描述組件和配置的具體實施例,以簡化本揭示內容。當然,這些僅是實施例,並不旨在限制本揭示內容。例如,在隨後的描述中,形成第一特徵高於第二特徵,可包括第一和第二特徵以直接接觸形成的實施方式,且也可包括附加的特徵設置於第一和第二特徵之間,因此第一和第二特徵不是直接接觸的實施方式。此外,本揭示內容可在各個實施例中重複標示數字和/或字母。這樣的重複,並不是意指所討論的各個實施方式之間和/或配置之間的關係。
此外,為了便於描述一個元件或特徵與另一個元件或特徵之間,如圖式中所繪示的關係,在此可能使用空間上的相對用語,諸如「之下」、「下方」、「低於」、「之上」、「上方」、「高於」、和類似用語。除了圖式中繪示的方向之外,空間上的相對用語旨在涵蓋裝置在使用中或操作中的不同方向。設備可以有其他方向(旋轉90度或其他方向),並且此處所使用的空間上相對用語也可以相應地解釋。
請參閱第2A圖,示出了根據本揭示內容的一些實施方式的接觸結構100。接觸結構包含基板102、銅層104、有機複配型保護層106、以及奈米銀層108。銅層104設置於基板102之上,有機複配型保護層106設置於銅層104之上,奈米銀層108設置於有機複配型保護層106之上。換言之,有機複配型保護層106設置於銅層104與奈米銀層108之間,不影響銅層104與奈米銀層108之間的電性連接,並且使得銅層104在後續的黃光製程中,在剝膜液(例如,氫氧四甲基銨)處理時的銅氧化作用受到抑制,因此銅層104不會變色。
在另一些實施方式中,如第2B圖所示,奈米銀層108為部分地覆蓋在銅層104上方。換言之,銅層104的部分經由有機複配型保護層106而間接地接觸奈米銀層108,銅層104的其餘部分則沒有上覆的奈米銀層。
在本揭示內容的一些實施方式中,在接觸結構中的有機複配型保護層包括:具有含氮原子的雜環化合物之組合物、或偶聯劑與耦合劑之組合物。
苯並三氮唑(BTA)是一種應用較廣泛的銅緩蝕劑,但其應用會受到一些限制,如在酸性的介質中其緩蝕性能較差,且須考慮到苯並三氮唑(BTA)對奈米銀材料的搭配性。
在一些實施方式中,有機複配型保護層106包含含氮原子的雜環化合物,其可以在金屬表面形成單分子吸附層,達到保護的效果,例如:苯並三氮唑和咪唑啉。其中苯並三氮唑和咪唑啉的重量比例範圍可為1:100至100:1,例如:1:100至1:1、1:10至1:1、1:5至1:1、或1:3至1:1等等。
在另一些實施方式中,有機複配型保護層106包含偶聯劑以及螫合劑。其中偶聯劑為矽烷偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑、多功能偶聯劑、或其組合;螫合劑為有機螫合劑、金屬螫合劑、或其組合。由偶聯劑和螫合劑所構成的組合物在金屬表面形成單分子吸附層。在一些實施方式中,偶聯劑和螫合劑的比例為1:100至100:1,例如,1:1至10:1、1:1至6:1、3:1至10:1、或3:1至6:1等等。
在一些實施方式中,有機複配型保護層106的厚度為約50至約100奈米,例如50、60、70、80、90、或100奈米。
在一些實施方式中,本揭示內容之接觸結構可廣泛應用於銅層與奈米銀層疊合接觸的地方。例如:請參看第3圖,繪示根據本揭示內容的另一些實施方式的元件200。元件200包含接觸結構210。接觸結構210包含基板212、銅層214(其中與奈米銀層間接接觸的銅層表示為214'')、有機複配型保護層216、以及奈米銀層218。接觸結構210可能為觸控面板中觸控電極與訊號傳輸線交會或交疊處,奈米銀層218為觸控電極,銅層214為訊號傳輸線,接觸結構210使觸控電極的訊號能傳送至訊號傳輸線。具體而言,接觸結構210可位於觸控面板的周邊區,或是鄰近於周邊區與可視區的分界區域。有機複配型保護層216位於銅層214''與奈米銀層218之間,不影響銅層214''與奈米銀層218之間的電性連接,並且使得銅層214''在黃光製程中,在剝膜液(例如,氫氧四甲基銨)處理時的銅氧化作用受到抑制,因此銅層214''不會變色。
本揭示內容的實施方式所提供的接觸結構可應用於顯示裝置中,例如,具有面板的電子裝置,諸如,手機、平板、穿戴式電子裝置(例如智慧手環、智慧手錶、虛擬實境裝置等)、電視、顯示器、筆記型電腦、電子書、數位相框、導航儀、或類似者。本發明實施例的元件10/200、觸控面板300(如第4圖)可與其他電子元件組裝形成一種裝置/產品,例如具觸控功能的顯示器,如可將元件10/200、觸控面板300貼合於顯示元件(圖未示),例如液晶顯示元件或有機發光二極體(OLED)顯示元件,兩者之間可用光學膠或其他類似黏合劑進行貼合;或者貼合於光學膜片,例如偏光板(拉伸型偏光板或液晶塗佈型偏光器)、光學延遲膜等等。本發明實施例的元件10/200、觸控面板300等可應用於可攜式電話、平板電腦、筆記型電腦等等電子設備,也可應用可撓性的產品。本發明實施例的元件10/200、觸控面板300亦可製作於穿戴裝置(如手錶、眼鏡、智慧衣服、智慧鞋等)、車用裝置(如儀錶板、行車紀錄器、車用後視鏡、車窗等)上。
請參看第4圖,繪示在一顯示裝置中的一觸控面板300的俯視圖。觸控面板300包含顯示區310和周邊區320。在顯示區310中,觸控感應電極312為由包含奈米銀的導電材料形成。在周邊區320中,訊號傳輸線321由銅層形成。周邊區320包含複數個搭接區322,在此處,觸控感應電極電性連接訊號傳輸線而進行訊號的傳輸。搭接區322可包含如第3圖所示的接觸結構210。
在一些實施方式中,在搭接區322中,奈米銀線層覆蓋訊號傳輸線的銅層的一側表面和部分或全部的上表面,其中有機複配型保護層位在銅層和奈米銀線層之間。
在一些實施方式中,在觸控面板300的基板上的周邊區320形成銅層,之後在銅層上方設置有機複配型保護層。之後,在基板上的顯示區310及周邊區320形成奈米銀線層,並且奈米銀線層亦形成在周邊區320中的銅層和有機複配型保護層上方。之後進行黃光製程,包含塗佈光阻層、曝光、顯影、和蝕刻等製程。因此,在顯示區310形成觸控感應電極圖案,在周邊區320形成複數條分隔的訊號傳輸線321。在以蝕刻處理過的搭接區中,奈米銀線層係位在銅層上方並且有機複配型保護層位在銅層和奈米銀線層之間。在一些實施方式,在周邊區320中,奈米銀線層、有機複配型保護層、和銅層有相互對齊的側邊(亦即共同的蝕刻面)。然後,以絕緣材料填充介於電極圖案之間和訊號傳輸線之間的空間。
在替代性的實施方式中,奈米銀線層不僅僅是成型在搭接區,而是延伸至整個周邊區320而與銅層進行一次性的同蝕刻(one time etch)。據此,周邊區320中的訊號傳輸線是由奈米銀線層/有機複配型保護層/銅層的複合結構。具體可配合第5A圖至第5C圖,並參考以下揭示內容的說明。
第5A圖為根據本揭示內容的部分實施方式的觸控面板500的上視示意圖,第5B圖及第5C圖分別為第5A圖之A-A線與B-B線之剖面圖。觸控面板500包含基板510、周邊引線520、標記540、第一覆蓋物C1、第二覆蓋物C2、有機複配型保護層550(參閱第5B圖及第5C圖)、以及觸控感應電極TE。上述的周邊引線520、標記540、第一覆蓋物C1、第二覆蓋物C2、以及觸控感應電極TE的數量可為一或多個,而以下各具體實施例及圖式中所繪製的數量僅為解說之用,並未限制本發明。
參閱第5A圖,基板510具有顯示區VA與周邊區PA。周邊區PA設置於顯示區VA的側邊,例如周邊區PA則可為設置於顯示區VA的四周(即涵蓋右側、左側、上側及下側)的框型區域,但在其他實施例中,周邊區PA可為一設置於顯示區VA的左側及下側的L型區域。又如第5A圖所示,本實施例共有八組周邊引線520以及與周邊引線520相對應的第一覆蓋物C1設置於基板510的周邊區PA;觸控感應電極TE設置於基板510的顯示區VA。本實施例更有兩組標記540以及與標記540相對應的第二覆蓋物C2,其設置於基板510的周邊區PA。第一覆蓋物C1與周邊引線520之間具有一有機複配型保護層550,以避免前述周邊引線520與第一覆蓋物C1在特定環境中(例如前述的剝膜液中)產生氧化還原反應。第二覆蓋物C2與標記540之間同樣設置有機複配型保護層550;另外藉由將第一覆蓋物C1與第二覆蓋物C2分別設置於周邊引線520上與標記540上,使上下兩層材料不須對位就成型在預定的位置,故可以達到減少或避免在製程中設置對位誤差區域的需求,藉以降低周邊區PA的寬度,進而達到顯示器的窄邊框需求。
本實施例之觸控感應電極TE設置於顯示區VA,觸控感應電極TE可電性連接周邊引線520。具體而言,觸控感應電極TE同樣可為至少包括金屬奈米線之金屬奈米線(metal nanowires)層,也就是說,金屬奈米線在顯示區VA形成觸控感應電極TE,而在周邊區PA形成第一覆蓋物C1,且有機複配型保護層550形成單分子層的厚度/特性不影響金屬層與金屬奈米線層之間的電性傳導,故觸控感應電極TE可藉由第一覆蓋物C1、有機複配型保護層550與周邊引線520的接觸而達到電性連接進行訊號的傳輸。而金屬奈米線在周邊區PA也會形成第二覆蓋物C2,其設置於標記540上,標記540可以廣泛的被解讀為非電性功能的圖樣,但不以此為限。在本揭示內容的部分實施例中,周邊引線520與標記540可為同層的金屬層所製作(即兩者為相同的金屬材料);觸控感應電極TE、第一覆蓋物C1與第二覆蓋物C2可為同層的金屬奈米線層所製作。
在本實施例中,標記540是設置在周邊區PA之接合區BA,其為對接對位標記,也就是在將一外部電路板,如在一軟性電路板(圖未示)連接於觸控面板500的步驟(即bonding步驟)中用於將軟性電路板(圖未示)與觸控面板500進行對位的記號。然而,本揭示內容並不限制標記540的置放位置或功能,例如標記540可以是任何在製程中所需的檢查記號、圖樣或標號,均為本發明保護之範疇。標記540可以具有任何可能的形狀,如圓形、四邊形、十字形、L形、T形等等,而有機複配型保護層550具有實質上與標記540相同的形狀。
如第5B圖及第5C圖所示,在周邊區PA中,相鄰周邊引線520之間具有非導電區域536,以電性阻絕相鄰周邊引線520進而避免短路。在本實施例中,非導電區域536為一間隙,以隔絕相鄰周邊引線520。而在圖案化步驟中,可採用蝕刻法製作上述的間隙,故周邊引線520的側壁、有機複配型保護層550的側壁與第一覆蓋物C1的側壁為一共同蝕刻面,且相互對齊,也就是說三者是在同一個蝕刻步驟中所成型;類似的,標記540的側壁、有機複配型保護層550的側壁與第二覆蓋物C2的側壁為一共同蝕刻面,且相互對齊。再者,周邊引線520、有機複配型保護層550及第一覆蓋物C1會具有相同或近似的圖樣與尺寸,如均為長直狀等的圖樣,且寬度相同或近似。
如第5C圖所示,在顯示區VA中,相鄰觸控感應電極TE之間具有非導電區域536,以電性阻絕相鄰觸控感應電極TE進而避免短路。而在本實施例中,非導電區域536為一間隙,以隔絕相鄰觸控感應電極TE;在一實施例中,可採用上述的蝕刻法製作相鄰觸控感應電極TE之間的間隙。在本實施例中,觸控感應電極TE與第一覆蓋物C1可利用同層的金屬奈米線層(如奈米銀線層)所製作,故在顯示區VA與周邊區PA的交界處,金屬奈米線層會形成一爬坡結構,以形成所述的第一覆蓋物C1。
在一實施例中,觸控感應電極TE採用雙層的配置,換言之,基板的上下表面均設置有觸控感應電極TE,故前述的周邊引線520、第一覆蓋物C1、有機複配型保護層550均成形於基板的上下表面。
請參看第6A圖至第6C圖,繪示根據本揭示內容的一些實施方式的製造接觸結構的流程圖。
在第6A圖中,提供設置於基板上的銅層。
在一些實施方式中,基板602可能為基板可為剛性或撓性的。基板602可係透明或不透明。適宜的剛性基板包含(例如)聚碳酸酯、丙烯酸系物及諸如此類。適宜的撓性基板包含(但不限於):聚酯(例如,聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸酯及聚碳酸酯)、聚烯烴(例如,直鏈、具支鏈及環狀聚烯烴)、聚乙烯(例如,聚氯乙烯、聚二氯亞乙烯、聚乙烯醇縮醛、聚苯乙烯、聚丙烯酸酯及諸如此類)、纖維素酯基底(例如,三乙酸纖維素、乙酸纖維素)、聚碸(例如聚醚碸)、聚醯亞胺、聚矽氧或其他聚合膜。
銅層604設置於基板602之上。可能利用電鍍、化鍍或其他沉積方式,將銅層604設置於基板602之上。
在第6B圖中,在銅層上設置有機複配型保護層。在一些實施施方式中,可能將保護層溶液塗佈於銅層604上。在另一些實施方式中,可能將包含銅層604的結構浸泡於保護層溶液中。保護層溶液包含有機保護性組成物、有機醇類、和水。在一些實施方式中,在保護層溶液中,保護層溶液的總含量為100重量百分比,包含:有機保護性組成物的含量為0.2至20重量百分比、有機醇類的含量為0.1至10重量百分比,水的含量為10至90重量百分比。
在一些實施方式中,有機保護性組成物包含苯並三氮唑和咪唑啉,其中苯並三氮唑的含量為保護層溶液中的約0.05至約20重量百分比,咪唑啉的含量為保護層溶液中的約0.05至約20重量百分比。其中苯並三氮唑和咪唑啉的重量比例範圍為1:100至100:1,例如1:100至1:1、1:10至1:1、1:5至1:1、或1:3至1:1等等。
在另一些實施方式中,有機保護性組成物包含偶聯劑和螫合劑。其中偶聯劑為矽烷偶聯劑(通式:(R1-O)2-Si-R2-Y)、鈦酸酯偶聯劑(通式:R1-O-Ti-(O-X1-R2-Y)n,n=2、3...)、多功能偶
聯劑(如市售產品:有機型三甲氧基矽烷偶聯劑等等)。其中R1為可進行水解反應並生成Si-OH的官能基,包括C1、OMe(Me為甲基基團)、OEt(Et為乙基基團)、OC2H4OCH3、OSiMe等,R2為氫原子、甲基、乙基、丙基、丁基、苯基、環己基、乙烯基、丙烯基、氧丙基、氧乙基氨丙基、巰基丙基或苯胺甲基等等;Y為非水解官能基,包括鏈狀烯官能基(主要為乙烯官能基),以及末端帶有C1、NH2、SH、N3、環氧、(甲基)丙烯醯氧基、異氰酸酯基等官能基的烴基,即碳官能基;X1可以是羧基、烷氧基、磺酸基、磷基等。
矽烷偶聯劑包括如六甲基二矽氧烷、四(三甲基矽氧基)矽烷、3-环氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷或其組合。
鈦酸酯偶聯劑包括如三硬脂酸鈦酸異丙酯(Triisostearoyl isopropoxy titanate,TTS)、螫合型磷酸酯鈦偶聯劑、二(焦磷酸辛酯)羥乙酸鈦酸酯、二(磷酸二辛酯)鈦酸乙二(醇)或其組合。
螫合劑為有機螫合劑、金屬螫合劑、或其組合。螫合劑可能為乙二胺四乙酸(Ethylenediaminetetraacetic acid,EDTA)、乙二胺、酒石酸鉀鈉等一種或多種混合。
在一些實施方式中,偶聯劑的含量為保護層溶液中的約0.05至約20重量百分比,螫合劑的含量為保護層溶液中的約0.05至約20重量百分比。偶聯劑和螫合劑的比例為1:100至100:1,例如1:1至10:1或1:1至6:1
或3:1至10:1或3:1至6:1等等。
在一些實施方式中,醇類為丙醇、三甲基丁醇、雙季戊四醇、二丙酮醇、乙二醇等單一成分或是混和搭配。
在第6B圖中,更包含使保護層溶液形成為一有機複配型保護層606。在一些實施方式中,以例如氣槍吹乾的方式乾燥,並進行預烘烤處理。
在第6C圖中,在有機複配型保護層上設置一奈米銀層。
本文所用的「金屬奈米線(metal nanowires)」係為一集合名詞,其指包含多個元素金屬、金屬合金或金屬化合物(包括金屬氧化物)的金屬線的集合,其中所含金屬奈米線的數量,並不影響本揭示內容所主張的保護範圍;且單一金屬奈米線的至少一個截面尺寸(即截面的直徑)小於約500nm,較佳小於約100nm,且更佳小於約50nm;而本揭示內容所稱的為「線(wire)」的金屬奈米結構,主要具有高的縱橫比,例如介於約10至100,000之間,更詳細的說,金屬奈米線的縱橫比(長度:截面的直徑)可大於約10,較佳大於約50,且更佳大於約100;金屬奈米線可以為任何金屬,包括(但不限於)銀、金、銅、鎳及鍍金的銀。而其他用語,諸如絲(silk)、纖維(fiber)、管(tube)等若同樣具有上述的尺寸及高縱橫比,亦為本申請所涵蓋的範疇。在一些實施方式中,奈米銀層608係藉由塗覆含有奈米銀結構之塗覆組合物來製備。為形成塗覆組合物,通常將奈米銀線分散形成奈米銀線墨水/分散液以幫
助塗覆製程。應理解,如本文所述,可使用形成穩定奈米銀線分散液之任何適當液體。較佳地,將銀奈米線分散於水、醇、酮、醚、烴或芳香族溶劑(苯、甲苯、二甲苯等)中。更佳地,液體具有揮發性,其沸點不大於200℃、不大於150℃或不大於100℃。而在經過固化/乾燥步驟之後,漿料中溶劑等物質被揮發,而金屬奈米線以隨機的方式分佈於基板的表面,且金屬奈米線可彼此接觸以提供連續電流路徑,進而形成一導電網路(conductive network)。
另外可塗佈一膜層與金屬奈米線形成複合結構而具有某些特定的化學、機械及光學特性,例如提供金屬奈米線與基板的黏著性,或是較佳的實體機械強度,故膜層又可被稱作基質(matrix)。又一方面,使用某些特定的聚合物製作膜層,使金屬奈米線具有額外的抗刮擦及磨損的表面保護,在此情形下,膜層又可被稱作硬塗層(hard coat)或外塗層(overcoat),採用諸如聚丙烯酸酯、環氧樹脂、聚胺基甲酸酯、聚矽烷、聚矽氧、聚(矽-丙烯酸)等可使金屬奈米線具有較高的表面強度以提高耐刮能力。再者,膜層中可添加有紫外光穩定劑(UV stabilizers),以提高金屬奈米線的抗紫外線能力。然而,上述僅是說明膜層的其他附加功能/名稱的可能性,並非用於限制本申請。
之後,裝置可進行圖案化製程,包含圖案曝光顯影和蝕刻等的工序,以將銅層604、奈米銀層608、或兩者
形成理想的線路圖案。
以下結合比較例和實驗例對本揭示內容的實施方式做驗證,在形成包含銅層和奈米銀層的疊合結構後,將此疊合結構浸泡於顯影製程的一種常用剝膜液「氫氧四甲基銨」,觀察位於奈米銀層下方的銅層是否會發生變色。其中變色現象,可以透過Lab反射色彩模式觀察,具體的實驗例結果如下表1,並選取若干組實驗例的實際影像圖進行說明。
比較例1。
取一銅層,銅層上分為第一區和第二區,將奈米銀層設置銅層的第一區之上且直接地接觸銅層。
第7A圖至第7C圖分別地示出比較例1在浸泡四氫氧甲基銨溶液5分鐘、10分鐘、和15分鐘後的影像圖。顯示在比較例1中,奈米銀上覆銅層的部分(第一區,在圖中的左側處)在浸泡氫氧四甲基銨溶液5分鐘後就發生明顯的變色,與第二區(在圖中的右側處)有色差。浸泡氫氧四甲基銨溶液10分鐘後,銅層的第一區處變色的現象更加明顯。浸泡氫氧四甲基銨溶液15分鐘後,銅層的第一區處甚至變為褐色。請參考表1,本申請將浸泡後的銅層進行光學分析,在比較例1無加入保護層的條件下,以Lab反射色彩模式進行量化分析,以指數a*分析銅層的色彩變化。如表1所示,在比較例1的條件下a*變化量為0.7,據此,本申請可以Δa*不大於0.7作為銅沒有產生變色/異色的量化指標。
比較例2。
取一銅層,銅層上分為第一區和第二區,將銅層浸泡於保護層溶液中,保護層溶液中的有機保護性組成物成份為苯並三氮唑和咪唑啉,且二者的重量比為2:1。之後取出銅層,以氣槍吹乾,並進行預烘烤。接著,在處理後的銅層上的保護層上的第一區處塗佈奈米銀層。
第8A圖至第8C圖分別地示出比較例2在浸泡氫氧四甲基銨溶液5分鐘、10分鐘、和15分鐘後的影像圖。
顯示在比較例2中,奈米銀上覆銅層的部分(第一區,在圖中的左側處)在浸泡氫氧四甲基銨溶液5分鐘後發生輕微的變色,與第二區有一些色差。浸泡氫氧四甲基銨溶液10分鐘後,銅層的第一區處變色的現象變地明顯,與第二區有較明顯的色差。浸泡氫氧四甲基銨溶液15分鐘後,銅層的第一區變色的現象更加明顯。由於比較例2已由肉眼觀察出銅變色,故不進行a*量測。
實驗例2。
取一銅層,銅層上分為第一區和第二區,將銅層浸泡於保護層溶液中,保護層溶液中的有機保護性組成物成份為苯並三氮唑和咪唑啉的重量比1:2。之後取出銅層,以氣槍吹乾,並進行預烘烤。接著,在處理後的銅層上的保護層上的第一區處塗佈奈米銀層。
第9A圖至第9C圖分別地示出實驗例2在浸泡氫氧四甲基銨溶液5分鐘、10分鐘、和15分鐘後的影像圖。顯示在實驗例2中,奈米銀上覆銅層的部分(第一區,在圖中的左側處)在浸泡氫氧四甲基銨溶液5分鐘後、10分鐘後、和15分鐘後皆沒有發生明顯的變色現象,與銅層的第二區沒有明顯的色差。由實驗例1、實驗例2、實驗例3(見表1)與比較例2進行分析,苯並三氮唑和咪唑啉的複合配方所組成的保護層,在苯並三氮唑的組份比例(如重量百分比)小於或等於咪唑啉的組份比例條件下,可以獲得較佳的抗異色效果。然而,隨著咪唑啉的組份比例增加,銅又開始出現異色的情況,表1的Δa*亦隨著咪唑啉的組份比例
增加而趨近於0.7。故本申請認為苯並三氮唑和咪唑啉的重量比在1:1~1:3範圍內有較佳效果。
實驗例5。
取一銅層,銅層上分為第一區和第二區,將銅層浸泡於保護層溶液中,保護層溶液中的有機保護性組成物成份為六甲基二矽氧烷與乙二胺重量比5:1。之後取出銅層,以氣槍吹乾,並進行預烘烤。接著,在處理後的銅層上的保護層上的第一區處塗佈奈米銀層。
第10A圖至第10C圖分別地示出實驗例5在浸泡氫氧四甲基銨溶液5分鐘、10分鐘、和15分鐘後的影像圖。顯示在實驗例5中,奈米銀上覆銅層的部分(第一區)在浸泡氫氧四甲基銨溶液5分鐘後、10分鐘後、和15分鐘後皆沒有發生明顯的變色現象,與銅層的第二區沒有明顯的色差。如表1所示,在實驗例5的條件下a*變化量為0.14。由實驗例4與實驗例5(見表1)進行分析,六甲基二矽氧烷和乙二胺的複合配方所組成的保護層,在六甲基二矽氧烷的組份比例(如重量百分比)大於乙二胺的組份比例條件下,可以獲得較佳的抗異色效果。然而,隨著六甲基二矽氧烷與乙二胺的組份比例調整至7:1,銅又開始出現異色的情況,如表1的比較例3,其所量測Δa*超出0.7。故本申請認為六甲基二矽氧烷與乙二胺的組份比例的重量比在3:1~6:1範圍內有較佳效果。
由以上第9A圖至第9C圖和第10A圖至第10C圖可知,在銅層和奈米銀層的疊合結構中,在以脫膜液處
理時,有機複配型保護層可提供明顯的防止氧化效果,使得上覆奈米銀層的銅層不會發生氧化而變色。
表1的實驗例6則為另一種偶聯劑和螫合劑的複合配方的實施態樣。在實驗例6中,偶聯劑為三硬脂酸鈦酸異丙酯(TTS),螫合劑為乙二胺四乙酸(EDTA),二者的重量比為8:1。浸泡氫氧四甲基銨之後所量測的Δa*為0.35。因此,實驗例6的保護層亦提供明顯的防止氧化效果,使得上覆奈米銀層的銅層不會發生氧化而變色。
本揭示內容的實施方式可解決接觸結構在經過黃光製程後會發生的銅異色問題,使得包含此接觸結構的裝置能夠用黃光製程來生產。以黃光製程的生產方式來製造包含導電膜層的電子裝置,能夠提供較佳的時間效率和降低生產成本。
雖然本揭示內容已以實施方式揭示內容如上,然其並非用以限定本揭示內容,任何熟習此技藝者,當可作各種之更動與潤飾,而不脫離本揭示內容之精神和範圍,因此本揭示內容之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
10:元件
12:基板
14:銅層
14':銅層
16:奈米銀層
20:接觸區域
100:接觸結構
102:基板
104:銅層
106:有機複配型保護層
108:奈米銀層
200:元件
210:接觸結構
212:基板
214:銅層
214":銅層
216:有機複配型保護層
218:奈米銀層
300:觸控面板
310:顯示區
312:觸控感應電極
320:周邊區
321:訊號傳輸線
322:搭接區
500:觸控面板
510:基板
520:周邊引線
536:非導電區域
550:有機複配型保護層
602:基板
604:銅層
606:有機複配型保護層
608:奈米銀層
BA:接合區
C1:第一覆蓋物
C2:第二覆蓋物
D1:第一方向
D2:第二方向
PA:周邊區
TE:觸控感應電極
VA:顯示區
當結合附圖閱讀以下詳細描述時,本揭示內容的各種態樣將最易於理解。應注意的是,根據行業標準操作規程,各種特徵結構可能並非按比例繪製。事實上,為了論述之清晰性,可以任意地增大或減小各種特徵結構之尺寸。
第1A圖繪示習知的包含接觸結構的裝置在以黃光製程的剝膜液處理之前的示意圖。
第1B圖繪示習知的包含接觸結構的裝置在以黃光製程的剝膜液處理之後的示意圖。
第1C圖顯示第1B圖的區域20的局部俯視影像。
第2A圖繪示根據本揭示內容的一些實施方式的接觸結構的示意性截面圖。
第2B圖繪示根據本揭示內容的一些實施方式的接觸結構的示意性截面圖。
第3圖繪示根據本揭示內容的一些實施方式的裝置的示意性截面圖。
第4圖繪示根據本揭示內容的一些實施方式的觸控面板的俯視圖。
第5A圖繪示根據本揭示內容的一些實施方式的觸控面板的上視示意圖。
第5B圖為沿第5A圖的線A-A的剖面示意圖。
第5C圖為沿第5A圖的線B-B的剖面示意圖。
第6A圖至第6C圖繪示根據本揭示內容的實施方式製造接觸結構的方法的不同步驟的示意性截面圖。
第7A圖至第7C圖示出本揭示內容的比較例1的結構浸泡脫膜液後的俯視影像。
第8A圖至第8C圖示出本揭示內容的比較例2的結構浸泡脫膜液後的俯視影像。
第9A圖至第9C圖示出本揭示內容的實驗例2的結構浸泡脫膜液後的俯視影像。
第10A圖至第10C圖示出本揭示內容的實驗例5的結構浸泡脫膜液後的俯視影像。
100:接觸結構
102:基板
104:銅層
106:有機複配型保護層
108:奈米銀層
Claims (18)
- 一種接觸結構,包含:一基板;一銅層,設置在該基板之上;一有機複配型保護層,設置在該銅層之上,用以避免該銅層氧化,其中該有機複配型保護層在該銅層的表面上形成單分子的吸附層;以及一奈米銀層,設置在該有機複配型保護層之上;其中該接觸結構浸泡氫氧四甲基銨之後所量測的使用Lab反射色彩模式進行量化分析的指數a*變化量(Δa*)不大於0.7。
- 如請求項1所述之接觸結構,其中該有機複配型保護層包含:具有含氮原子的雜環化合物之組合物、或偶聯劑與耦合劑之組合物。
- 如請求項1所述之接觸結構,其中該有機複配型保護層包含苯並三氮唑和咪唑啉。
- 如請求項3所述之接觸結構,其中該苯並三氮唑和該咪唑啉的比例為1:100至100:1。
- 如請求項3所述之接觸結構,其中該苯並三氮唑和該咪唑啉的比例為1:1至1:3。
- 如請求項1所述之接觸結構,其中該有機複配型保護層包含:偶聯劑,該偶聯劑為矽烷偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑、多功能偶聯劑、或其組合;以及螫合劑,該螫合劑為有機螫合劑、金屬螫合劑、或其組合。
- 如請求項6所述之接觸結構,其中該偶聯劑和該螫合劑的比例為1:100至100:1。
- 如請求項6所述之接觸結構,其中該偶聯劑為六甲基二矽氧烷,該螫合劑為乙二胺。
- 如請求項8所述之接觸結構,其中該六甲基二矽氧烷與該乙二胺的比例為3:1至6:1。
- 如請求項6所述之接觸結構,其中該偶聯劑為三硬脂酸鈦酸異丙酯(TTS),該螫合劑為乙二胺四乙酸(EDTA)。
- 如請求項1所述之接觸結構,其中該有機複配型保護層的厚度為約50至約100奈米。
- 一種電子裝置,其包含請求項1至11任一項所述之接觸結構。
- 一種製造接觸結構的方法,包含:提供設置於一基板上的一銅層;在該銅層上塗佈一保護層溶液,該保護層溶液的總含量為100重量百分比且包含:有機保護性組成物,含量為該保護層溶液的約0.2至約20重量百分比;有機醇類,含量為該保護層溶液的約0.1至約10重量百分比;和水,含量為該保護層溶液的約10至約90重量百分比;使該保護層溶液形成為一有機複配型保護層;以及在該有機複配型保護層上設置一奈米銀層。
- 如請求項13所述之製造接觸結構的方法,其中該有機保護性組成物包含:具有含氮原子的雜環化合物之組合物、或偶聯劑與耦合劑之組合物。
- 如請求項14所述之製造接觸結構的方法,其中該有機保護性組成物包含:苯並三氮唑,含量為該保護層溶液的約0.1至約10重量百分比;以及 咪唑啉,含量為該保護層溶液的約0.1至約10重量百分比。
- 如請求項15所述之製造接觸結構的方法,其中該有機保護性組成物包含:偶聯劑,包含:矽烷偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑、多功能偶聯劑、或其組合,該偶聯劑在該保護層溶液的比例為約0.05至約20重量百分比;以及螫合劑,包含:有機螫合劑、金屬螫合劑、或其組合,該螫合劑在該保護層溶液的比例為約0.05至約20重量百分比。
- 如請求項13所述之製造接觸結構的方法,還包含:於一圖案化製程中,蝕刻該銅層、該有機複配型保護層、和該奈米銀層。
- 如請求項17所述之製造接觸結構的方法,其中於該圖案化製程之後,該銅層的一側邊、該有機複配型保護層的一側邊、和該奈米銀層的一側邊互相對齊。
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