TWI760825B - 觸控面板、觸控面板的製作方法及其裝置 - Google Patents
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Abstract
一種觸控面板包括基板、周邊引線以及觸控感應電極。基板具有顯示區及周邊區,並且具有折疊區及非折疊區。周邊引線設置於基板的周邊區。觸控感應電極設置於基板的顯示區,並具有位於折疊區的第一部分以及位於非折疊區的第二部分。觸控感應電極電性連接周邊引線,且具有由複數個細線交錯而成的網格狀圖案。周邊引線及觸控感應電極各自包括複數個導電奈米結構以及外加於導電奈米結構的膜層,且周邊引線及觸控感應電極之第二部分中的導電奈米結構與膜層的界面實質上具有披覆結構。
Description
本揭露內容是有關於觸控面板、觸控面板的製作方法以及包括上述觸控面板的裝置。
近年來,由於透明導體可同時使光線穿透並提供適當的導電性,因此常被應用於許多顯示或觸控相關的裝置中。一般而言,透明導體可以是以各種金屬氧化物製成的薄膜,例如氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)、氧化鎘錫(CTO)或摻鋁氧化鋅(AZO)薄膜。然而,這些金屬氧化物薄膜並不能滿足顯示裝置的可撓性需求。因此,現今發展出了多種可撓性的透明導體,例如利用奈米等級的材料所製成的透明導體。
然而,上述的奈米等級的材料的製程技術尚有許多需要解決的問題。舉例而言,當利用奈米線製作觸控電極時,觸控電極與周邊區由金屬製成的引線須進行搭接,而搭接區會造成周邊區的尺寸無法縮減,進而導致周邊區的寬度較大,無法滿足顯示器的窄邊框需求。又舉另一例而言,奈米線製作的觸控電極往往為了考量光學效果等,使得阻容式負載值(resistive capacitive loading,RC loading)較大,較不利於普遍應用。
根據本揭露一些實施方式,觸控面板包括基板、周邊引線及觸控感應電極。基板具有顯示區及周邊區,且具有折疊區及非折疊區。周邊引線設置於基板的周邊區。觸控感應電極設置於基板的顯示區,並具有位於折疊區的第一部分以及位於非折疊區的第二部分。觸控感應電極電性連接周邊引線,且具有由複數個細線交錯而成的網格狀圖案。周邊引線及觸控感應電極各自包括複數個導電奈米結構以及外加於導電奈米結構的膜層,且周邊引線及觸控感應電極之第二部分中的導電奈米結構與膜層的界面實質上具有披覆結構。
在一些實施方式中,披覆結構包括鍍層,且鍍層完全包覆導電奈米結構與膜層的界面。
在一些實施方式中,相鄰的導電奈米結構之間填充有膜層,且膜層中不具有單獨存在的披覆結構。
在一些實施方式中,導電奈米結構可包括金屬奈米線,且披覆結構完全包覆金屬奈米線與膜層的界面,並在金屬奈米線與膜層的界面形成均勻的披覆層。
在一些實施方式中,披覆結構係由導電材料所製成的層狀結構、島狀突起結構、點狀突起結構或其組合。
在一些實施方式中,導電材料包括銀、金、銅、鎳、鉑、銥、銠、鈀、鋨或其組合的合金。
在一些實施方式中,披覆結構係由單一金屬材料或合金材料所製成的單層結構,或者係由兩種以上的金屬材料或合金所製成的兩層或多層結構。
在一些實施方式中,披覆結構係化學鍍銅層、電鍍銅層、化學鍍銅鎳層、化學鍍銅銀層或其組合。
在一些實施方式中,導電奈米結構以及膜層位於第一細線中。
在一些實施方式中,導電奈米結構、膜層以及披覆結構位於第一觸控感應電極之第二部分的第一細線中。
在一些實施方式中,折疊區與非折疊區之間具有邊界,且橫跨邊界之第一細線的線寬由遠離邊界至靠近邊界逐漸地增加。
在一些實施方式中,橫跨邊界之第一細線具有遠離邊界的第一部分以及靠近邊界的第二部分,第一部分的線寬介於1微米至5微米之間,且第二部分的線寬介於5微米至30微米之間。
在一些實施方式中,位於折疊區的顯示區與周邊區之間具有邊界,且緊鄰於邊界之第一細線的線寬由遠離邊界至靠近邊界逐漸地增加。
在一些實施方式中,緊鄰於邊界之第一細線具有遠離邊界的第一部分以及靠近邊界的第二部分,第一部分的線寬介於1微米至5微米之間,且第二部分的線寬介於5微米至30微米之間。
在一些實施方式中,基板具有相對的第一表面以及第二表面,第一觸控感應電極設置於基板的第一表面,且觸控面板更包括第二觸控感應電極,設置於基板的第二表面及顯示區,其中第二觸控感應電極具有由複數個第二細線交錯而成的網格狀圖案。
在一些實施方式中,第二觸控感應電極具有位於折疊區的第一部分以及位於非折疊區的第二部分,第二觸控感應電極包括導電奈米結構以及外加於導電奈米結構的膜層,且第二觸控感應電極之第二部分中的導電奈米結構與膜層的界面實質上具有披覆結構。
在一些實施方式中,由第一細線交錯而成的網格狀圖案與由第二細線交錯而成的網格狀圖案不完全重疊。
根據本揭露另一些實施方式,觸控面板的製作方法包括:提供具有顯示區以及周邊區的基板,並且具有折疊區以及非折疊區;設置複數個導電奈米結構於顯示區及周邊區,以形成導電層;外加膜層於導電層上,並使膜層達到預固化或未完全固化狀態;進行圖案化步驟;進行改質步驟,使披覆結構成型於周邊引線及位於非折疊區之觸控感應電極中的導電奈米結構的表面,使得周邊引線以及位於非折疊區之觸控感應電極中的導電奈米結構與膜層的界面實質上具有披覆結構。上述圖案化步驟包括:圖案化位於折疊區與非折疊區的顯示區的導電層及膜層,以形成具有由複數個細線交錯而成之網格狀圖案的觸控感應電極;以及圖案化位於周邊區的導電層與膜層,以形成周邊引線。
在一些實施方式中,圖案化步驟係在改質步驟之前進行。
在一些實施方式中,圖案化位於顯示區以及周邊區的導電層與膜層係在同一道製程中進行。
在一些實施方式中,在改質步驟之前,更包括遮蔽位於折疊區的顯示區。
在一些實施方式中,改質步驟包括:將膜層及導電奈米結構浸入化學鍍溶液,化學鍍溶液滲入膜層中並與導電奈米結構接觸,使得金屬析出於導電奈米結構的表面。
在一些實施方式中,披覆結構沿著導電奈米結構的表面形成,並位於導電奈米結構與膜層的界面。
在一些實施方式中,外加膜層於導電層上包括:塗佈聚合物於導電層上;以及控制固化條件,使得聚合物達到預固化或未完全固化狀態。
在一些實施方式中,外加膜層於導電層上包括:塗佈聚合物於導電層上;以及控制固化條件,使得聚合物達到預固化或未完全固化狀態,其中預固化或未完全固化狀態的膜層具有第一層區域及第二層區域,且第二層區域的固化狀態高於第一層區域的固化狀態。
在一些實施方式中,在第一層區域中,披覆結構沿著導電奈米結構的表面形成,並位於導電奈米結構與膜層的界面。
在一些實施方式中,控制固化條件可包括:引入氣體,並控制氣體在第一層區域與第二層區域各自的濃度。
在一些實施方式中,改質步驟包括化學鍍步驟、電鍍步驟或其組合。
根據本揭露另一些實施方式,裝置包括前述的觸控面板。
在一些實施方式中,裝置可包括顯示器、可攜式電話、平板計算機、穿戴裝置、車用裝置、筆記型電腦或偏光片。
根據本揭露上述實施方式,由於在本揭露的觸控面板中,位於周邊區的周邊引線以及位於顯示區之部分的觸控感應電極是由改質後的金屬奈米線所形成,因此可有效地降低觸控面板的面電阻以提升觸控面板的導電度,並可降低觸控面板的阻容式負載值(resistive capacitive loading,RC loading)。再者,由於披覆結構不存在於折疊區中,因此可良好地維持觸控面板的可彎折性。另一方面,由於位於顯示區的觸控感應電極具有由多個細線交錯而成的網格狀圖案,因此可避免改質後的金屬奈米線影響顯示區的透光率,進而使得觸控面板的顯示區具有良好的光學特性。此外,由於在觸控面板的製作過程中,周邊引線及觸控感應電極可在同一道製程中透過沉積與圖案化的步驟而被製作出來,因此可省去搭接的步驟以及搭接所須佔據的空間,進而降低觸控面板之周邊區的寬度,以達到顯示器的窄邊框需求。
以下將以圖式揭露本揭露之複數個實施方式,為明確地說明起見,許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而,應瞭解到,這些實務上的細節不應用以限制本揭露。也就是說,在本揭露部分實施方式中,這些實務上的細節是非必要的,因此不應用以限制本揭露。此外,為簡化圖式起見,一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之。另外,為了便於讀者觀看,圖式中各元件的尺寸並非依實際比例繪示。
此外,諸如「下」或「底部」和「上」或「頂部」的相對術語可在本文中用於描述一個元件與另一元件的關係,如圖所示。應當理解,相對術語旨在包括除了圖中所示的方位之外的裝置的不同方位。例如,若一附圖中的裝置翻轉,則被描述為在其他元件的「下」側的元件將被定向在其他元件的「上」側。因此,示例性術語「下」可以包括「下」和「上」的取向,取決於附圖的特定取向。類似地,如果一個附圖中的裝置翻轉,則被描述為在其它元件「下方」或「下方」的元件將被定向為在其它元件「上方」。因此,示例性術語「下面」或「下面」可以包括上方和下方的取向。
另外,關於本文中所使用的「約」、「大約」或「大致」,一般是指數值的誤差或範圍於百分之二十以內,較佳地是於百分之十以內,更佳地是於百分之五以內。文中若無明確說明,所提及的數值皆視為近似值,亦即具有如「約」、「大約」或「大致」所表示的誤差或範圍。
應瞭解到,本文中所使用的「導電奈米結構」,一般是指由奈米結構所組成的層(layer)或膜(film),其片電阻可小於約500歐姆/平方,較佳地可小於約200歐姆/平方,且更佳地可小於約100歐姆/平方;而上述「奈米結構」,一般是指具有奈米尺寸的結構,例如至少具有一個方向尺寸(例如線徑、長度、寬度或厚度)為奈米等級的線狀結構、柱狀結構、片狀結構、網格狀結構、管狀結構或其組合。
本揭露提供一種導電奈米結構(例如金屬奈米線)的改質方法以及使用改質的導電奈米結構製作而成的觸控面板與裝置。為了清楚起見及方便說明,在本文中,將先針對導電奈米結構的改質方法進行說明,並以金屬奈米線為例。
第1A圖至第1C圖繪示根據本揭露一些實施方式之金屬奈米線的改質方法在不同步驟的剖面示意圖。請先參閱第1A圖,首先,提供基板110,並將金屬奈米線122塗佈於基板110的表面以形成金屬奈米線層120。金屬奈米線層120可例如但不限於奈米銀線層、奈米金線層或奈米銅線層。在一些實施方式中,可將含有金屬奈米線122的分散液或漿料塗佈於基板110上,並加以固化/乾燥,以使金屬奈米線122附著於基板110的表面,進而成型為設置於基板110上的金屬奈米線層120。在上述固化/乾燥步驟後,分散液或漿料中之溶劑等物質會揮發,而金屬奈米線122可以隨機的方式分佈於基板110的表面;或者較佳地,金屬奈米線122可固著於基板110的表面而不至脫落,進而形成金屬奈米線層120,且金屬奈米線層120中的金屬奈米線122可彼此接觸以提供連續的電流路徑,進而形成一導電網路(conductive network),亦即金屬奈米線122彼此在交叉(交疊)位置處相互接觸,以形成傳遞電子的路徑。以銀奈米線為例,一根銀奈米線與另一銀奈米線在交叉位置處會形成直接接觸的態樣,故可形成低電阻之傳遞電子的路徑。在一些實施方式中,當一區域或一結構的片電阻大於約10
8歐姆/平方時即可被認定為電性絕緣,較佳地是大於約10
4歐姆/平方、約3000歐姆/平方、約1000歐姆/平方、約350歐姆/平方或約100歐姆/平方的情況。在一些實施方式中,由銀奈米線所形成之銀奈米線層的片電阻小於約100歐姆/平方。
請參閱第1B圖,接著,設置膜層130以覆蓋金屬奈米線122,並控制膜層130的固化程度。在一些實施方式中,可將適當的聚合物塗佈於金屬奈米線122上,使得具有流動狀態/性質的聚合物可滲入至金屬奈米線122之間而形成填充物,進而使得金屬奈米線122嵌入至膜層130中以形成複合結構220。另一方面,可控制聚合物塗佈或固化的條件(例如控制溫度及/或光固化參數)以使聚合物呈現預固化或未完全固化狀態,或進一步使膜層130具有不同的固化程度。舉例而言,可將下層區域(即接近基板110的區域)之膜層130的固化程度調整為大於上層區域(即遠離基板110的區域)之膜層130的固化程度,而上層區域呈現前述預固化或未完全固化狀態。換句話說,在此步驟中,塗佈聚合物以外加膜層130於金屬奈米線122上,而金屬奈米線122會內嵌於預固化或未完全固化狀態的膜層130中以形成複合結構220。
在一些實施方式中,膜層130可例如包括絕緣材料。舉例而言,絕緣材料可以是非導電的樹脂或其他有機材料,例如可包括但不限於聚丙烯酸酯、環氧樹脂、聚胺基甲酸酯、聚矽烷、聚矽氧、聚(矽-丙烯酸)、聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯醇縮丁醛、聚碳酸酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚(3,4-伸乙二氧基噻吩)、聚(苯乙烯磺酸)或陶瓷材料。在一些實施方式中,可藉由旋塗、噴塗、印刷或其組合等方式形成膜層130。在一些實施方式中,膜層130的厚度可介於約20奈米至約10微米之間、約50奈米至約200奈米之間或約30至約100奈米之間,例如膜層130的厚度可例如是約90奈米或約100奈米。應瞭解到,為簡潔且清楚地表達本揭露的內容,第1B圖簡單地將金屬奈米線層120與膜層130繪製成一整體的結構層,但本揭露不以此為限,金屬奈米線層120與膜層130亦可能構成其他類型的結構層(例如上下疊置的結構)。
在一些實施方式中,控制聚合物之固化程度的方法可以是採用不同能量之固化條件來進行,以使膜層130達到預固化或未完全固化狀態。膜層的固化程度可利用膜層於固化時之鍵結變化來判斷,也就是說,膜層的固化程度可定義為膜層之鍵結強度對完全固化之膜層的鍵結強度的比值(在本實施方式中以百分比表示)。舉例而言,針對一市售商品的膜層材料,原本須採用約500mJ的光能量於低氧環境下照射約4分鐘才能達到完全固化,而本實施方式採用約500mJ的光能量於低氧環境下照射約2分鐘後,以紅外線光譜法所量測到的鍵結強度為完全固化之膜層的鍵結強度的約95%,代表此時膜層達到約95%之總體固化量的固化程度,也因此定義該固化條件下所獲得的膜層為約95%之總體固化量的固化狀態。
在一些實施方式中,可控制膜層130在不同的深度(即厚度)有不同的固化狀態。具體而言,可在膜層130進行固化時通入氣體,使得膜層130的頂部與底部之氣體濃度不同,進而促使膜層130之頂部的固化反應產生氣體阻絕固化的現象,造成膜層130具有不同固化程度的第一層區域及第二層區域。舉例而言,第二層區域可位於膜層130的底部且為固化程度較高的區域,而第一層區域可位於膜層130的頂部且為固化程度較低的區域。在一些實施方式中,可控制在固化時所通入之氣體(例如氧氣)的濃度及/或所給予的固化能量,來使膜層130在不同的深度具有不同的固化狀態。在一些實施方式中,氣體的濃度可例如是約20%、約10%、約3%或小於約1%,而固化能量可依據膜層130的材質進行選擇,例如是介於約250mJ至約1000mJ之間的紫外光能量。在一些實施方式中,當氣體的濃度越大,在膜層130的頂部所發生之氧氣阻絕固化的現象越為顯著,進而使得第一層區域的厚度越大,而第二層區域的厚度越小。舉例而言,第一層區域之厚度由大至小所對應之通入氣體的濃度依序為約20%、約10%、約3%以及小於約1%。在一些實施方式中,當通入濃度為約20%的氧氣,並給予約500mJ的固化能量時,第一層區域的固化程度為約60%,且其厚度為約23.4奈米(即占膜層130之總厚度的約12%);而第二層區域的固化程度介於約99%至約100%之間,且其厚度為約168.1奈米(即占膜層130之總厚度的約88%)。在一些實施方式中,當通入濃度為約20%的氧氣,並給予約1000mJ的固化能量時,第一層區域的厚度為約8.8奈米(即占膜層130之總厚度的約5%);而第二層區域的厚度為約195.9奈米(即占膜層130之總厚度的約95%)。
值得說明的是,本揭露偏重於討論外加於金屬奈米線122的膜層130,並透過控制膜層130的固化程度或固化深度來使披覆結構140(未繪示於第1B圖中,具體結構請先參閱第1C圖)可沿著金屬奈米線122的表面生長,以成型於金屬奈米線122與膜層130的界面(此部分將於下文中進行詳細的說明)。在前述含有金屬奈米線122之分散液或漿料的塗佈步驟中,分散液或漿料中亦可能含有聚合物等類似組成,但其並非本揭露的重點。在一些實施方式中,膜層130的固化程度可控制在約0%、約30%、約60%、約75%、約95%、約98%、約0%至約95%、約0%至約98%、約95%至約98%、約60%至約98%或約60%至約75%的狀態。如前所述,本揭露所指的「預固化或未完全固化」可定義為該膜層的鍵結強度不同於完全固化之膜層的鍵結強度,亦即兩者的比值並非100%,便屬於本揭露所涵蓋之範疇。
請參閱1C圖,隨後,進行改質步驟以形成包括複數個改質後之金屬奈米線122的金屬奈米線層120。詳細而言,經過改質後,初始之金屬奈米線122的至少一部份會被改質而在其表面形成披覆結構140,進而形成改質後的金屬奈米線122。應瞭解到,在第1B圖及第1C圖中分別使用不同的網點來表示改質前後的金屬奈米線122,且於後續的圖式中將直接使用如第1B圖及第1C圖中的網點來分別表示改質前後的金屬奈米線122。在一些實施方式中,可利用化學鍍/電解的方式形成披覆結構140,而披覆結構140可例如是包括導電材料的層狀結構、島狀突起結構、點狀突起結構或其組合。在一些實施方式中,導電材料可包括銀、金、鉑、鎳、銅、銥、銠、鈀、鋨、包括前述材料的合金或不包括前述材料的合金。在一些實施方式中,披覆結構140的披覆率可占金屬奈米線122之總表面積的約80%以上、約90%至約95%、約90%至約99%或約90%至約100%。應瞭解到,當披覆結構140的披覆率為100%時,代表初始之金屬奈米線122的表面完全沒有被裸露。在一些實施方式中,披覆結構140可為由單一導電材料所製成的單層結構,例如化學鍍銅層、電鍍銅層或化學鍍銅鎳合金層;或者披覆結構140亦可為由兩種以上的導電材料所製成的兩層或多層結構,例如先形成化學鍍銅層,接著再形成化學鍍銀層。
在一些實施方式中,可製備化學鍍銅溶液(包括銅離子溶液、螯合劑、鹼劑、還原劑緩衝劑及穩定劑等),並將金屬奈米線122與膜層130浸入化學鍍銅溶液中。化學鍍銅溶液可滲入預固化或未完全固化的膜層130中,並利用毛細現象與金屬奈米線122的表面接觸,同時利用金屬奈米線122作為催化點或成核點,以利於銅的析出,進而將化學鍍銅層沉積在金屬奈米線122上以形成披覆結構140。披覆結構140大致上會依照金屬奈米線122的初始型態進行生長,並隨著改質時間的增加而形成包覆金屬奈米線122的結構。相對地,在複合結構220中沒有金屬奈米線122的位置則不會有銅的析出,也就是說,經過良好的控制,披覆結構140皆形成在金屬奈米線122與膜層130的界面上,而膜層130中不具有未接觸金屬奈米線122的表面而單獨存在的披覆結構140。因此,在改質步驟後,導電網路中的金屬奈米線122會被披覆結構140所包覆,且披覆結構140會位於金屬奈米線122與膜層130所形成的界面上。換句話說,金屬奈米線122與膜層130之間會間隔有披覆結構140。披覆結構140與其所包覆的金屬奈米線122可視為一整體,而該整體間的空隙仍是由膜層130的材料所佔據。
在一些實施方式中,膜層130與化學鍍溶液/電解溶液可為相互搭配的材質,例如可選用不耐鹼性的聚合物製作膜層130,而化學鍍溶液可選用鹼性溶液。因此在此步驟中,除了利用前述膜層130的欲固化或未完全固化狀態,更可利用化學鍍溶液攻擊(類似蝕刻)預固化或未完全固化的膜層130,以利於進行前述的改質步驟。
以下進行改質步驟的原理說明,但並不用以限制本揭露。在金屬奈米線122與膜層130浸入化學鍍溶液/電解溶液的初期,溶液會先攻擊預固化或未完全固化的膜層130,當溶液接觸到金屬奈米線122時,金屬離子(例如銅離子)便會以金屬奈米線122(例如奈米銀線)作為晶種開始生長,並隨浸泡時間增長而在金屬奈米線122的表面成長為前述披覆結構140。另一方面,膜層130在上述反應過程中可作為控制層或限位層,以將披覆結構140的生長反應限制在金屬奈米線122與膜層130的界面處,使得披覆結構140得以受控而均勻地生長。如此一來,可使得本揭露之改質後的金屬奈米線122在感測/傳遞訊號時具有較佳的一致性。
在一些實施方式中,可接著進行固化步驟,以利用光、熱或其他方式進行膜層130的完全固化。在前述改質步驟中,披覆結構140會在每一根金屬奈米線122的表面成型,並包覆每一根金屬奈米線122的整體表面並向外成長。在一些實施方式中,可選用高導電材料來製作披覆結構140,例如使用銅作為披覆結構140的材料以覆蓋奈米銀線的表面,並使披覆結構140位於奈米銀線與膜層130之間的界面。值得說明的是,雖然銀金屬材料的導電率高於銅金屬材料的導電率,但由於奈米銀線的尺寸及相互接觸態樣等的因素,使得銀奈米線層的整體導電度較低(但電阻仍低並足以傳遞電訊號),而在改質步驟後,覆蓋有披覆結構140之奈米銀線(即改質後的金屬奈米線122)的導電率會高於未改質的奈米銀線。換句話說,改質後的金屬奈米線層120可形成低阻值的導電層,且相較於未改質的金屬奈米線層120,改質後的金屬奈米線層120的面電阻可降低約100倍至約10000倍。上述導電層即可用於製作具有各種用途的電極結構,例如可撓領域的導電基板、無線充電線圈或天線結構。具體而言,電極結構可至少包括金屬奈米線122以及額外披覆于金屬奈米線122的膜層130,且至少一部分或全部的金屬奈米線122的表面(即金屬奈米線122與膜層130相對應的界面)具有披覆結構140(即披覆層)。藉由披覆層的引入,可提高金屬奈米線層120的導電度。在一些實施方式中,由於銅金屬材料是沿著金屬奈米線122的表面(即金屬奈米線122與膜層130相對應的界面)生長,故經過施鍍後,所觀察到之銅的型態會相當類似於金屬奈米線122的初始型態(例如線狀結構),且銅會均勻地生長而形成尺寸(例如厚度)相近的外層結構。
本揭露的前述方法可應用於製作觸控面板,例如但不限於與顯示器搭配使用的觸控面板。更具體而言,請參閱第2A圖及第2B圖,其中第2A圖繪示根據本揭露一些實施方式之觸控面板100的上視示意圖,而第2B圖繪示根據本揭露一些實施方式之第2A圖的觸控面板100沿線段2B-2B截取的剖面示意圖。在一些實施方式中,觸控面板100可包括基板110、周邊引線150以及觸控感應電極170。基板110配置以承載周邊引線150以及觸控感應電極170,且可例如是硬式透明基板或可撓式透明基板。在一些實施方式中,基板110的材料包括但不限於玻璃、壓克力、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、環烯烴聚合物、環烯烴共聚物、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、無色聚醯亞胺等透明材料或其組合。在一些實施方式中,可對基板110的表面進行前處理步驟,例如進行表面改質製程或於基板110的表面額外塗佈黏著層或樹脂層,以提升基板110與金屬奈米線122之間的附著力。
在一些實施方式中,若根據可視性來定義,基板110可具有顯示區VA以及周邊區PA,且周邊區PA設置於顯示區VA的側邊,其中顯示區VA是指可被使用者觀看到的區域,而周邊區PA是指無法被使用者觀看到的區域,且顯示區VA與周邊區PA的交界處具有邊界B2。舉例而言,周邊區PA可設置於顯示區VA的四周(即涵蓋右側、左側、上側及下側)的框型區域。舉另一例而言,周邊區PA亦可以是設置於顯示區VA的左側及下側的L型區域。在一些實施方式中,若根據可彎折性來定義,基板110具有折疊區BR以及非折疊區NR,且非折疊區NR可將折疊區BR夾置於其間(例如由上側及下側將折疊區BR包夾於其間),其中折疊區BR與非折疊區NR的交界處具有邊界B1。此處關於折疊區BR的定義,可例如是當將觸控面板100整合於可撓式裝置時,對應於可撓式裝置所設計定義出的可彎折區域。整體而言,折疊區BR的面積是小於非折疊區NR的面積。在一些實施方式中,周邊區PA及顯示區VA分別具有部分區域是重疊於折疊區BR,且又分別具有部分區域是重疊於非折疊區NR。
在一些實施方式中,觸控感應電極170大致位於顯示區VA,其中一部分的觸控感應電極170是位於折疊區BR,而另一部分的觸控感應電極170是位於非折疊區NR。在一些實施方式中,觸控感應電極170是以非交錯式的方式排列,例如觸控感應電極170可以是沿第一方向D1延伸的長條型電極,且多個長條型電極可沿著第二方向D2等距地排列,其中第一方向D1與第二方向D2相互垂直。然而,觸控感應電極170的形狀與排列方式並不以此為限,在其他實施方式中,觸控感應電極170亦可具有其他適當的形狀與排列方式。在一些實施方式中,同一個長條型電極可橫跨折疊區BR及非折疊區NR(例如第2A圖中最上方的長條型電極)、完全地位於折疊區BR中(例如第2A圖中位於中間的長條型電極)或完全地位於非折疊區NR中(例如第2A圖中最下方的長條型電極)。在一些實施方式中,觸控感應電極170是採用單層的配置,且觸控面板100可透過偵測各個觸控感應電極170自身的電容值變化來得到觸控位置。
在一些實施方式中,周邊引線150大致位於周邊區PA,且周邊引線150與觸控感應電極170大致於顯示區VA與周邊區PA之交界處(邊界B2)相互接觸,以彼此電性連接而形成橫跨顯示區VA及周邊區PA的電子傳遞路徑。在一些實施方式中,周邊引線150可與外部控制器連接以進行觸控或其他訊號的傳遞。
在一些實施方式中,周邊引線150以及位於非折疊區NR中的觸控感應電極170是由改質後的金屬奈米線122所構成(此處所稱之「改質後的金屬奈米線122」包括金屬奈米線122以及覆蓋於其表面的披覆結構140)。詳細而言,周邊引線150以及位於非折疊區NR中的觸控感應電極170各自包括金屬奈米線122及外加於金屬奈米線122的膜層130,且每一根金屬奈米線122與膜層130的界面實質上具有披覆結構140。具體而言,前述改質後的金屬奈米線122以及外加於改質後之金屬奈米線122的膜層130被圖案化而形成周邊引線150以及位於非折疊區NR中的觸控感應電極170。藉由將披覆結構140成型於金屬奈米線122與膜層130之間的界面,以形成改質後的金屬奈米線122,並以改質後的金屬奈米線122來製作觸控面板100的周邊引線150以及位於非折疊區NR中的觸控感應電極170,可有效地降低觸控面板100的面電阻以提升觸控面板100的導電度,並有效地降低觸控面板100的阻容式負載值(resistive capacitive loading,RC loading)。在一些實施方式中,由改質後的金屬奈米線122所製成的觸控感應電極170的阻容式負載值相較於由未改質之金屬奈米線122(即不具有披覆結構140於其表面的金屬奈米線122)所製成的觸控感應電極170的阻容式負載值降低了約10%至約50%。
在一些實施方式中,位於折疊區BR中的觸控感應電極170是由未改質的金屬奈米線122所構成。更詳細而言,位於折疊區BR中的觸控感應電極170包括初始的金屬奈米線122及外加於金屬奈米線122的膜層130。具體而言,未改質的金屬奈米線122以及外加於未改質之金屬奈米線122的膜層130被圖案化而形成位於折疊區BR中的觸控感應電極170。值得說明的是,由於未改質的金屬奈米線122(例如銀奈米線)相較於改質後的金屬奈米線122(例如覆蓋有銅金屬材料的銀奈米線)可具有較佳的可彎折性,因此藉由使用未改質的金屬奈米線122來製作位於折疊區BR中的觸控感應電極170,可使得觸控面板100維持良好的可彎折性。另一方面,雖然由改質後的金屬奈米線122所製成的觸控感應電極170相較於由未改質的金屬奈米線122所製成的觸控感應電極170具有較低的阻容式負載值,但是不論是由改質後或未改質的金屬奈米線122所製成的觸控感應電極170,皆可具有足夠好的導電性來進行觸控感應信號的傳遞。
在一些實施方式中,觸控感應電極170具有由複數個細線L交錯而成的網格狀圖案。詳細而言,在非折疊區NR中,改質後的金屬奈米線122及外加於改質後之金屬奈米線122的膜層130被圖案化以形成由複數個細線L交錯而成的網格狀圖案,而所形成的網格狀圖案即為觸控感應電極170的電極圖案;而在折疊區BR中,未改質的金屬奈米線122及外加於未改質之金屬奈米線122的膜層130被圖案化以形成由複數個細線L交錯而成的網格狀圖案,而所形成的網格狀圖案即為觸控感應電極170的電極圖案。換句話說,改質後的金屬奈米線122以及外加於改質後之金屬奈米線122的膜層130存在於非折疊區NR中之觸控感應電極170的每一條細線L中;而未改質的金屬奈米線122以及外加於未改質之金屬奈米線122的膜層130存在於折疊區BR中之觸控感應電極170的每一條細線L中。當同一個觸控感應電極170橫跨折疊區BR與非折疊區NR的邊界B1時,橫跨邊界B1的細線L可同時具有未改質的金屬奈米線122以及改質後的金屬奈米線122。更詳細而言,當同一條細線L中的一根金屬奈米線122橫跨折疊區BR與非折疊區NR的邊界B1時,橫跨邊界B1的所述金屬奈米線122可部分地被改質,也就是說,所述金屬奈米線122的一部分可包覆有披覆結構140(即被改質),而另一部分則未包覆有披覆結構140(即未被改質)。
值得說明的是,由於改質後的金屬奈米線122具有披覆結構140,因此其相較於未改質的金屬奈米線122具有較低的透光率(即波長為約400nm至約700nm的可見光穿透率)及較高的霧度,而藉由將觸控感應電極170圖案化以形成由複數個細線L交錯而成的網格狀圖案,可避免改質後的金屬奈米線122影響觸控感應電極170的透光率及霧度,進而使得觸控面板100的顯示區VA可維持良好的光學特性。具體而言,本揭露之具有網格狀圖案的觸控感應電極170可使得觸控面板100的顯示區VA具有大於約88%的透光率,符合使用者的需求。另一方面,本揭露之具有網格狀圖案的觸控感應電極170可使得觸控面板100的顯示區VA具有小於約3.0的霧度,且較佳地可小於約2.5、約2.0或約1.5。
在一些實施方式中,每一條細線L的線寬W1介於約1微米至約30微米之間,以提供觸控感應電極170較佳的透光率,並提供圖案化的便利性。詳細而言,當每一條細線L的線寬W1大於約30微米時,可能使得觸控感應電極170具有較差的透光率,進而影響觸控面板100之顯示區VA所表現出的光學特性;而當每一條細線L的線寬W1小於約1微米時,可能提升圖案化的困難度,進而導致製程上的不便。在一些實施方式中,相鄰之細線L之間的距離X1 (即線距X1)介於約1微米至約10微米之間,以提供觸控感應電極170較佳的透光率及導電度。詳細而言,當線距X1大於約10微米時,可能使得網格狀圖案的排列過於稀疏,造成電子傳遞路徑不足,進而導致觸控感應電極170的面電阻過大且導電度過低;而當線距X1小於約1微米時,則可能使得網格狀圖案的排列過於緊密,導致觸控感應電極170的透光率過低,進而影響觸控面板100之顯示區VA所表現出的光學特性。在一些實施方式中,細線L可例如是以等距的方式排列,亦即每一個網格可具有相同的尺寸(例如長度及寬度)。在一些實施方式中,每一個網格的形狀可例如是矩形、正方形、菱形或其他適當的形狀。藉由上述設置,本揭露的觸控感應電極170除了具有良好的透光率之外,亦可以具有良好的導電度。具體而言,在非折疊區NR中由改質後之金屬奈米線122所製成之具有網格狀圖案的觸控感應電極170的面電阻介於約8歐姆/平方至約42歐姆/平方之間,相較於在折疊區BR中由未改質之金屬奈米線122所製成之具有網格狀圖案的觸控感應電極170的面電阻更可進一步降低了約20%至約30%。
在一些實施方式中,在觸控感應電極170中橫跨折疊區BR與非折疊區NR之邊界B1的細線L可具有不均勻的線寬W1。詳細而言,請參閱第2C圖,其繪示根據本揭露一些實施方式之第2A圖的觸控面板100之區域R1的局部放大示意圖。如第2C圖所示,橫跨折疊區BR與非折疊區NR之邊界B1的細線L具有較遠離邊界B1的第一部分L1以及較靠近邊界B1的第二部分L2,其中第一部分L1與第二部分L2相連接,並且第一部分L1的線寬W11小於第二部分L2的線寬W12。更詳細而言,第一部分L1的線寬W11介於1微米至5微米之間,且第二部分L2的線寬W12介於5微米至30微米之間。由於折疊區BR是設置未改質的金屬奈米線122,而非折疊區NR是設置改質後的金屬耐米線122,透過細線L的不均勻線寬W1的設計,可避免線路(細線L)於多次彎折後在折疊區BR與非折疊區NR之間發生斷路(open),並同時確保顯示區VA具有良好的光學特性(例如高透光率)。在一些實施方式中,橫跨邊界B1之細線L的線寬W1是以固定的幅度逐漸地增加又逐漸地減小,也就是採用線性漸變的設計。更詳細而言,橫跨邊界B1之細線L的線寬W1於折疊區BR中由遠離邊界B1至靠近邊界B1而遞增,並於非折疊區NR中由靠近邊界B1至遠離邊界B1而遞減,使得橫跨邊界B1之細線L在接觸邊界B1處具有最大的線寬W1。由於細線L的線寬W1以固定的幅度遞減(遞增),因此可避免線路因線寬W1的驟降(驟增)而發生斷路。另一方面,未橫跨邊界B1之細線L可具有固定的線寬W1(如第2A圖所示)。
請先回到第2A圖,在一些實施方式中,在觸控感應電極170中緊鄰於顯示區VA與周邊區PA之邊界B2的細線L亦可具有不均勻的線寬W1。詳細而言,請參閱第2D圖,其繪示根據本揭露一些實施方式之第2A圖的觸控面板100之區域R2的局部放大示意圖。如第2D圖所示,在折疊區BR中,緊鄰於顯示區VA與周邊區PA之邊界B2的細線L具有較遠離邊界B2的第一部分L1及較靠近邊界B2的第二部分L2,其中第一部分L1與第二部分L2相連接,並且第一部分L1的線寬W11小於第二部分L2的線寬W12。更詳細而言,第一部分L1的線寬W11介於1微米至5微米之間,且第二部分L2的線寬W12介於5微米至30微米之間。由於位於折疊區BR的顯示區VA是設置未改質的金屬奈米線122,而位於折疊區BR的周邊區PA是設置改質後的金屬耐米線122,透過細線L的不均勻線寬W1的設計,可避免折疊區BR的線路於多次彎折後在顯示區VA與周邊區PA之間發生斷路,並可同時確保顯示區VA具有良好的光學特性(例如高透光率)。在一些實施方式中,緊鄰於邊界B2之細線L的線寬W1是以固定的幅度逐漸地增加,也就是採用線性漸變的設計。更詳細而言,緊鄰於邊界B2之細線L的線寬W1於顯示區VA中由遠離邊界B2至靠近邊界B2而遞增,並且延伸至邊界B2以連接周邊線路150,使得細線L在接觸邊界B2處(亦即連接周邊線路150處)具有最大的線寬W1。由於細線L的線寬W1以固定的幅度遞減(遞增),因此可避免線路因線寬W1的驟降(驟增)而發生斷路。另一方面,未鄰近於邊界B2之細線L可具有固定的線寬W1。
請回到第2A圖以及第2B圖,周邊引線150的線寬W2介於約8微米至約10微米之間,以使周邊引線150具有良好的導電度,並提供圖案化的便利性。詳細而言,當周邊引線150的線寬W2小於約8微米時,可能導致周邊引線150的面電阻過大且導電度過低,並可能提升圖案化的困難度,進而導致製程上的不便。在一些實施方式中,周邊引線150的線寬W2可設計為與觸控感應電極170中之部分的細線L(未鄰近於邊界B1、B2的細線L)的線寬W1相同。在一些實施方式中,相鄰之周邊引線150之間的距離X2(即線距X2)介於約5微米至約20微米之間,或較佳地介於3微米至約20微米之間,以使本揭露的觸控面板100相較於傳統的觸控面板減少約20%或更多的邊框尺寸(例如周邊區PA的寬度),進而達到顯示器的窄邊框需求。具體而言,本揭露之觸控面板100的周邊區PA的寬度可小於約2毫米。藉由上述設置,本揭露的周邊引線150具有良好的導電度。具體而言,本揭露的周邊引線150可使得觸控面板100之周邊區PA的面電阻介於約0.10歐姆/平方至約0.13歐姆/平方之間,其相較於由未改質之金屬奈米線122所形成的觸控面板之周邊區PA的面電阻降低了約20%至約50%。
請先參閱第3A圖至第3D圖,其繪示根據本揭露一些實施方式之觸控面板100的製作方法在不同步驟的剖面示意圖,其剖面位置與第2B圖之剖面位置相同。觸控面板100的製作方法包括步驟S10至步驟S16,且步驟S10至步驟S16可為依序進行。在步驟S10中,提供具有事先定義之周邊區PA與顯示區VA以及折疊區BR與非折疊區NR的基板110,並設置未改質之金屬奈米線122於基板110上,以於周邊區PA以及顯示區VA(包含位於折疊區BR及非折疊區NR的區域)形成金屬奈米線層120。在步驟S12中,設置膜層130於未改質的金屬奈米線122上,使得膜層130覆蓋未改質的金屬奈米線122,且膜層130為預固化或未完全固化狀態。在步驟S14中,進行圖案化步驟,以形成具有圖案的金屬奈米線層120,其中位於周邊區PA的金屬奈米線層120被圖案化以形成周邊引線150,而位於顯示區VA(包含位於折疊區BR及非折疊區NR的區域)的金屬奈米線層120被圖案化以形成觸控感應電極170。在步驟S16中,進行改質步驟,以將披覆結構140成型於部分之金屬奈米線122上,使得位於周邊區PA的周邊引線150以及位於非折疊區NR的觸控感應電極170是由改質後的金屬奈米線122所構成,而位於折疊區BR的觸控感應電極170則是由未改質的金屬奈米線122所構成。在下文中,將針對上述步驟進行更詳細的說明。
請先參閱第3A圖,將至少含有金屬奈米線122的金屬奈米線層120(例如奈米銀線層、奈米金線層或奈米銅線層)塗佈於基板110的周邊區PA以及顯示區VA(包括位於折疊區BR及非折疊區NR的區域)。在一些實施方式中,可將具有金屬奈米線122的分散液或漿料以塗佈的方式形成於基板110上,並加以固化/乾燥,以使金屬奈米線122附著於基板110的表面,進而成型為設置於基板110上的金屬奈米線層120。在上述固化/乾燥步驟後,分散液或漿料中之溶劑等物質會揮發,而金屬奈米線122可以隨機的方式分佈於基板110的表面;或者較佳地,金屬奈米線122可固著於基板110的表面而不至脫落,進而形成金屬奈米線層120,且金屬奈米線層120中的金屬奈米線122可彼此接觸以提供連續的電流路徑,進而形成一導電網路。換句話說,金屬奈米線122彼此在交叉位置處相互接觸,以形成傳遞電子的路徑。以銀奈米線為例,一根銀奈米線與另一銀奈米線在交叉位置處會形成直接接觸的態樣(即銀-銀的接觸界面),故可形成低電阻之傳遞電子的路徑,而後續的改質步驟並不會影響或改變上述「銀-銀接觸」的低電阻結構,且更會在金屬奈米線122的表面包覆高導電度的披覆結構140,故可提升終端產品的電特性。
在一些實施方式中,分散液或漿料包括溶劑,進而將金屬奈米線122均勻地分散於其中。具體而言,溶劑例如是水、醇類、酮類、醚類、烴類、芳香類溶劑(苯、甲苯或二甲苯等)或上述任意之組合。在一些實施方式中,分散液更可包括添加劑、介面活性劑及/或黏合劑,進而提升金屬奈米線122與溶劑之間的相容性以及金屬奈米線122於溶劑中的穩定性。具體而言,添加劑、介面活性劑及/或黏合劑可例如是羧甲基纖維素、羥乙基纖維素、羥丙甲纖維素、含氟界面活性劑、磺基琥珀酸酯磺酸酯、硫酸酯、磷酸酯、二磺酸鹽或其組合。含有金屬奈米線122的分散液或漿料可以任何方式成型於基板110的表面,例如但不限於網版印刷、噴頭塗佈或滾輪塗佈等製程。在一些實施方式中,在一些實施方式中,可採用捲對捲(roll to roll)製程將包括有金屬奈米線122分散液或漿料塗佈於連續供應之基板110的表面。
應瞭解到,本文中所使用的「金屬奈米線」是一集合名詞,其是指包括多個金屬元素、金屬合金或金屬化合物(包括金屬氧化物)之金屬線的集合,且其中所含有之金屬奈米線的數量,並不影響本揭露所主張的保護範圍。在一些實施方式中,單一金屬奈米線的截面尺寸(例如截面的直徑)可小於500nm,較佳地可小於100nm,且更佳地可小於50nm。在一些實施方式中,金屬奈米線具有大的縱橫比(即長度:截面的直徑)。具體而言,金屬奈米線的縱橫比可介於10至100000之間。更詳細而言,金屬奈米線的縱橫比可大於10,較佳地可大於50,且更佳地可大於100。此外,其他用語例如絲(silk)、纖維(fiber)或管(tube)等同樣具有上述的截面尺寸及縱橫比,亦為本揭露所涵蓋之範疇。
在一些實施方式中,可進一步對金屬奈米線122進行後處理,以提高金屬奈米線122在交叉點上的接觸特性(例如提高接觸面積),進而提升其導電度。此後處理可例如包括但不限於加熱、電漿、電暈放電、紫外線、臭氧或壓力等步驟。具體而言,在固化/乾燥以形成金屬奈米線層120後,可使用滾輪以施加壓力於其上。在一些實施方式中,可使用一個或多個滾輪對金屬奈米線層120施加壓力。在一些實施方式中,所施加的壓力可介於約50psi至約3400psi之間,較佳地可介於約100psi至約1000 psi之間、約200psi至約800 psi之間或約300psi至約500 psi之間。在一些實施方式中,可同時對金屬奈米線122進行加熱及加壓步驟的後處理。舉例而言,可透過滾輪施加約10psi至約500 psi的壓力(或較佳地約40psi至約100psi的壓力),並同時將滾輪加熱至約70℃至約200℃(或較佳地約100℃至約175℃),以提高金屬奈米線122的導電度。在一些實施方式中,可將金屬奈米線122暴露於還原劑中進行後處理,例如由奈米銀線組成的金屬奈米線122較佳地可暴露於銀還原劑中進行後處理。在一些實施方式中,銀還原劑可包括例如是硼氫化鈉的硼氫化物、例如是二甲基胺基硼烷的硼氮化合物或例如是氫氣的氣體還原劑。在一些實施方式中,暴露時間可介於約10秒至約30分鐘之間,較佳地可介於約1分鐘至約10分鐘之間。經由上述後處理步驟,可加強金屬奈米線122在交叉點上的接觸強度或面積,進而確保金屬奈米線122在交叉點上的接觸面不受改質處理的影響。
接著,請參閱第3B圖,設置膜層130於未改質的金屬奈米線122上,使得膜層130覆蓋未改質的金屬奈米線122。在一些實施方式中,塗佈後之膜層130中的聚合物可滲入金屬奈米線122之間而形成填充物,且金屬奈米線122會嵌入膜層130中以形成複合結構220。換句話說,未改質的金屬奈米線122會內嵌於膜層130中而形成複合結構220。在一些實施方式中,膜層130可包括絕緣材料,例如非導電的樹脂或其他有機材料。在一些實施方式中,可藉由旋塗、噴塗或印刷等方式形成膜層130。在一些實施方式中,膜層130的厚度可介於約20奈米至約10微米之間、約50奈米至約200奈米之間或約30至約100奈米之間。為有效地進行後續的改質步驟,聚合物(即膜層130)會形成預固化或未完全固化狀態,具體而言可參照前文的說明。
隨後,請參閱第3C圖,進行圖案化步驟,以使位於周邊區PA及顯示區VA的複合結構220可被定義出圖案,進而形成位於周邊區PA及位於顯示區VA的導電結構。在一些實施方式中,在周邊區PA所製作出之具有圖案的複合結構220可形成周邊引線150,而在顯示區VA所製作出之具有圖案的複合結構220可形成觸控感應電極170,且周邊引線150與觸控感應電極170可彼此電性連接,以進行周邊區PA與顯示區VA之間的訊號傳輸。換句話說,周邊引線150及觸控感應電極170可以是由同一層的複合結構220經圖案化而成。在一些實施方式中,位於顯示區VA的複合結構220可被圖案化為由複數個細線L交錯而成網格狀圖案,以使顯示區VA具有良好的透光率。在圖案化步驟後,周邊引線150以及觸控感應電極170可至少包括由未改質的金屬奈米線122所形成的金屬奈米線層120。
在一些實施方式中,可透過蝕刻的方式來進行複合結構層220的圖案化。在一些實施方式中,可同時蝕刻位於周邊區PA及顯示區VA的複合結構220,並搭配蝕刻遮罩(例如光阻)以在同一道製程中一次性地在周邊區PA及顯示區VA製作出具有圖案的複合結構220。在一些實施方式中,當複合結構220中的金屬奈米線層120為銀奈米線層時,蝕刻液可選擇可蝕刻銀的成分,例如蝕刻液的主要成分可為H
3PO
4(比例為約55%至約70%)以及HNO
3(比例約5%至約15%),以在同一道製程中移除銀金屬材料。在另一些實施方式中,蝕刻液的主要成分可為氯化鐵/硝酸或為磷酸/雙氧水等。
接著,請參閱第3D圖,進行改質步驟,以於周邊區PA及位於非折疊區NR的顯示區VA形成由複數個改質後之金屬奈米線122所構成的金屬奈米線層120。改質步驟可採用光阻、可剝膠或類似的材料層覆蓋位於折疊區BR的顯示區VA,以遮擋位於折疊區BR的顯示區VA的金屬奈米線層120,使得改質步驟僅針對周邊區PA以及非折疊區NR的金屬奈米線層120來進行。詳細而言,在改質步驟後,位於周邊區PA及非折疊區NR之金屬奈米線層120中的金屬奈米線122的至少一部分被改質而在其表面形成披覆結構140,進而形成改質後的金屬奈米線122。在一些實施方式中,可利用化鍍的方式形成披覆結構140,亦即利用使化學鍍液滲入至預固化或未完全固化的膜層130中,使化學鍍液中的反應性金屬離子藉由氧化還原反應而在金屬奈米線122的表面析出以形成披覆結構140。披覆結構140可為導電材料所製成的層狀結構、島狀突起結構、點狀突起結構或其組合;或者披覆結構140可以是單一材料或多種材料所製成的單層或多層結構;又或者披覆結構140可以是合金態材料所製成的單層或多層結構。
值得說明的是,由於改質步驟是沿著金屬奈米線122的表面進行,因此披覆結構140的型態會大致依照金屬奈米線122的型態生長。在改質步驟中,可控制披覆結構140的生長條件(例如化學鍍時間及/或化學鍍液成分濃度),使得披覆結構140不會過度成長,而僅披覆于金屬奈米線122的表面。另外,如前所述,預固化或未完全固化的膜層130亦可起到限位及控制的作用。如此一來,經由改質步驟所形成的披覆結構140便不會單獨地析出/成長於膜層130中而未與金屬奈米線122接觸,且會形成於金屬奈米線122的表面與膜層130之間。在一些實施方式中,相鄰的金屬奈米線122之間仍填有膜層130。另一方面,透過化學鍍/電解鍍所形成的披覆結構140具有高緻密度,其相較於周邊引線150及觸控感應電極170之細線L的尺寸(例如約10微米線寬),披覆結構140的缺陷尺寸是周邊引線150以及觸控感應電極170之細線L的尺寸的約0.01至約0.001倍,因此即使披覆結構140出現缺陷,也不會造成周邊引線150及觸控感應電極170發生斷線的問題。在一些實施方式中,在改質步驟後更可包括固化步驟,以使預固化或未完全固化的膜層130達到完全固化的狀態。
在經上述步驟後,便可形成如第2A圖所示的觸控面板100。整體而言,位於周邊區PA的周邊引線150可至少包括由改質後之金屬奈米線122所形成的金屬奈米線層120,且位於非折疊區NR的觸控感應電極170亦可至少包括由改質後之金屬奈米線122所形成的金屬奈米線層120,亦即周邊引線150及位於非折疊區NR之觸控感應電極170中的金屬奈米線122皆包覆有披覆結構140,其中披覆結構140可與金屬奈米線122具有相同或近似的結構外貌,且在相鄰之金屬奈米線122之間填充有膜層130。
請再回到第2A圖以及第2B圖。在一些實施方式中,在位於周邊區PA之相鄰的周邊引線150之間以及位於顯示區VA之相鄰的觸控感應電極170之間可具有非導電區域180,以電性阻絕相鄰之周邊引線150以及相鄰之觸控感應電極170。在一些實施方式中,非導電區域180實質上可為一間隙。在一些實施方式中,可採用上述的蝕刻方法製作位於周邊引線150之間以及位於觸控感應電極170之間的間隙。
在一些實施方式中,觸控面板更可包括保護層。具體而言,請參閱第4圖,其繪示根據本揭露另一些實施方式之觸控面板100a的剖面示意圖,且其剖面位置與第2B圖之剖面位置相同。觸控面板100a包括保護層190,且保護層190的材料可參照前文所述之膜層130的材料。在一些實施方式中,保護層190是整面性地覆蓋觸控面板100,亦即保護層190覆蓋於周邊引線150以及觸控感應電極170上。保護層190更可填充在位於相鄰之周邊引線150之間的非導電區域180,以電性隔絕相鄰之周邊引線150;或者保護層190可填充在位於相鄰之觸控感應電極170之間的非導電區域180,以電性隔絕相鄰之觸控感應電極170。
第5A圖繪示根據本揭露另一些實施方式之觸控面板100b的上視示意圖。第5B圖繪示根據本揭露一些實施方式之第5A圖的觸控面板100b沿線段5B-5B截取的剖面示意圖。請同時參閱第5A圖及第5B圖,觸控面板100b為雙面單層型態的觸控面板100b,且為清楚起見及方便說明,在第5A圖及第5B圖的實施方式中,以第一觸控感應電極172與第二觸控感應電極174來說明觸控感應電極的配置。第一觸控感應電極172配置於基板110的第一表面(例如上表面),且第二觸控感應電極174配置於基板110的第二表面(例如下表面),以使第一觸控感應電極172與第二觸控感應電極174彼此電性絕緣。在一些實施方式中,第一觸控感應電極172為多個沿第二方向D2延伸的長條狀電極,且多個長條型電極可沿著第一方向D1等距地排列,而第二觸控感應電極174為多個沿第一方向D1延伸的長條狀電極,且多個長條型電極可沿著第二方向D2等距地排列,其中第一方向D1與第二方向D2相互垂直。換句話說,第一觸控感應電極172與第二觸控感應電極174的延伸方向不同且互相交錯。第一觸控感應電極172與第二觸控感應電極174可分別傳送控制訊號與接收觸控感應訊號。如此一來,可藉由偵測第一觸控感應電極172與第二觸控感應電極174之間的訊號變化(例如電容變化)來得到觸控位置。
在一些實施方式中,第一觸控感應電極172及第二觸控感應電極174各自具有由複數個細線L交錯而成的網格狀圖案,且各自包括由改質後之金屬奈米線122所形成的金屬奈米線層120。如前文所述,改質後與未改質的金屬奈米線122以及外加於改質後與未改質之金屬奈米線122的膜層130被圖案化以形成由複數個細線L交錯而成的網格狀圖案,而所形成的網格狀圖案即為第一觸控感應電極172及第二觸控感應電極174的電極圖案。在一些實施方式中,第一觸控感應電極172中的細線L與第二觸控感應電極174中的細線L彼此不完全重疊。具體而言,當由上視角度(即第5A圖的視角)觀察時,第二觸控感應電極174中之兩條細線L的交叉點可位於第一觸控感應電極172中由細線L所構成之網格的正中心;而相對地,第一觸控感應電極172中之兩條細線L的交叉點亦可位於第二觸控感應電極174中由細線L所構成之網格的正中心。然而,本揭露並不以此為限,在另一些實施方式中,第一觸控感應電極172中的細線L與第二觸控感應電極174中的細線L亦可完全地重疊。第一觸控感應電極172電性連接其所對應的周邊引線150,且第二觸控感應電極174亦電性連接其所對應的周邊引線150。如同前述的各實施方式,周邊引線150、位於非折疊區NR的第一觸控感應電極172及位於非折疊區NR的第二觸控感應電極174皆包括改質後的金屬奈米線122與膜層130;而位於折疊區BR的第一觸控感應電極172及位於折疊區BR的第二觸控感應電極174皆包括未改質的金屬奈米線122與膜層130。換句話說,周邊引線150、位於非折疊區NR的第一觸控感應電極172以及位於非折疊區NR的第二觸控感應電極174皆可依照前述方法將披覆結構140成型於金屬奈米線122的表面。另一方面,第一觸控感應電極172及第二觸控感應電極174中各自之細線L的線寬W1與線距X1以及周邊引線150的線寬W2與線距X2可參照前文的說明,於此便不再贅述。
第5A圖及第5B圖所繪示之雙面單層型態的觸控面板100b的製作方法包括步驟S30至步驟S36。在步驟S30中,提供具有事先定義之周邊區PA與顯示區VA以及折疊區BR與非折疊區NR的基板110,並設置未改質之金屬奈米線122於基板110的相對兩表面,以分別形成金屬奈米線層120於基板110之相對兩表面的周邊區PA及顯示區VA(包含位於折疊區BR及非折疊區NR的區域)上。在步驟S32中,設置膜層130於未改質的金屬奈米線122上,使得膜層130於基板110之相對兩表面覆蓋未改質的金屬奈米線122,且膜層130為預固化或未完全固化狀態。在步驟S34中,進行雙面圖案化的步驟,以形成具有圖案的金屬奈米線層120,其中位於基板110之相對兩表面之周邊區PA的金屬奈米線層120被圖案化以形成周邊引線150,而位於基板110之相對兩表面之顯示區VA(包含位於折疊區BR及非折疊區NR的區域)的金屬奈米線層120被圖案化以形成觸控感應電極170。在步驟S36中,進行雙面改質步驟,以將披覆結構140成型於基板110之相對兩表面的部分之金屬奈米線122上,使得位於基板110之相對兩表面的周邊區PA之周邊引線150以及非折疊區NR之觸控感應電極170是由改質後的金屬奈米線122所構成,而位於折疊區BR之觸控感應電極170則是由改質前的金屬奈米線122所構成。應瞭解到,雙面單層型態之觸控面板100b的製作方法可參照前文所述的單面型態之觸控面板100的製作方法,於此便不再贅述。
本揭露之金屬奈米線的改質方法亦可應用於製作不需考慮透光度的感應電極,例如但不限於筆記型電腦的觸控板、天線結構及無線充電的線圈等。在一些實施方式中,感應電極可連接走線,進而與外部線路相連以傳遞訊號。在一些實施方式中,走線可相當於前文中所述的周邊引線,並同樣是由改質後的金屬奈米線所構成。
本揭露之觸控面板可與其他電子裝置組裝,例如具觸控功能的顯示器。舉例而言,可將基板貼合於顯示元件(例如液晶顯示元件或有機發光二極體顯示元件),且兩者之間可使用光學膠或其他黏合劑進行貼合,而觸控感應電極亦可利用光學膠與外蓋層(例如保護玻璃)進行貼合。本揭露之觸控面板及天線可應用於可攜式電話、平板電腦以及筆記型電腦等的電子設備,亦可應用於可撓性產品。本揭露之觸控面板還可應用於偏光片。本揭露之電極可應用於穿戴式裝置(例如手錶、眼鏡、智慧衣服及智慧鞋等)以及車用裝置(例如儀錶板、行車紀錄器、車用後視鏡及車窗等)。
根據本揭露上述實施方式,由於在本揭露的觸控面板中,位於周邊區的周邊引線及位於顯示區之部分的觸控感應電極是由改質後的金屬奈米線所形成,因此可有效地降低觸控面板的面電阻以提升觸控面板的導電度,並可降低觸控面板的阻容式負載值。再者,由於披覆結構不存在於位於折疊區的顯示區中,因此可良好地維持觸控面板的可彎折性。另一方面,由於位於顯示區的觸控感應電極具有由多個細線交錯而成的網格狀圖案,因此可避免改質後的金屬奈米線影響顯示區的透光率,進而使得觸控面板的顯示區具有良好的光學特性。此外,由於在觸控面板的製作過程中,周邊引線及觸控感應電極可在同一道製程中透過沉積與圖案化的步驟而被製作出來,因此可省去搭接的步驟及搭接公差,進而降低觸控面板之周邊區的寬度,以達到顯示器的窄邊框需求。
雖然本揭露已以實施方式揭露如上,然其並非用以限定本揭露,任何熟習此技藝者,在不脫離本揭露之精神和範圍內,當可作各種之更動與潤飾,因此本揭露之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100,100a,100b,100c:觸控面板
110:基板
120:金屬奈米線層
122:金屬奈米線
130:膜層
140:披覆結構
150:周邊引線
170:觸控感應電極
172:第一觸控感應電極
174:第二觸控感應電極
180:非導電區域
190:保護層
220:複合結構
PA:周邊區
VA:顯示區
BR:折疊區
NR:非折疊區
L:細線
L1:第一部分
L2:第二部分
W1,W11,W12,W2:線寬
X1,X2:線距
B1,B2:邊界
D1:第一方向
D2:第二方向
R1,R2:區域
2B-2B,5B-5B:線段
為讓本揭露之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂,所附圖式之說明如下:
第1A圖至第1C圖繪示根據本揭露一些實施方式之將金屬奈米線改質的方法在不同步驟的剖面示意圖;
第2A圖繪示根據本揭露一些實施方式之觸控面板的上視示意圖;
第2B圖繪示根據本揭露一些實施方式之第2A圖的觸控面板沿線段2B-2B截取的剖面示意圖;
第2C圖繪示根據本揭露一些實施方式之第2A圖的觸控面板之區域R1的局部放大示意圖;
第2D圖繪示根據本揭露一些實施方式之第2A圖的觸控面板之區域R2的局部放大示意圖;
第3A圖至第3D圖繪示根據本揭露一些實施方式之觸控面板的製作方法在不同步驟的剖面示意圖;
第4圖繪示根據本揭露另一些實施方式之觸控面板的剖面示意圖;
第5A圖繪示根據本揭露另一些實施方式之觸控面板的上視示意圖;以及
第5B圖繪示根據本揭露一些實施方式之第5A圖的觸控面板沿線段5B-5B截取的剖面示意圖。
國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記)
無
國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記)
無
100:觸控面板
110:基板
150:周邊引線
170:觸控感應電極
PA:周邊區
VA:顯示區
BR:折疊區
NR:非折疊區
L:細線
D1:第一方向
D2:第二方向
R1,R2:區域
B1,B2:邊界
2B-2B:線段
Claims (30)
- 一種觸控面板,包括:一基板,具有一顯示區及一周邊區,並且具有一折疊區及一非折疊區;一周邊引線,設置於該基板的該周邊區;以及一第一觸控感應電極,設置於該基板的該顯示區,並具有位於該折疊區的一第一部分及位於該非折疊區的一第二部分,其中該第一觸控感應電極電性連接該周邊引線,且具有由複數個第一細線交錯而成的網格狀圖案,其中該周邊引線以及該第一觸控感應電極各自包括複數個導電奈米結構以及外加於每一該些導電奈米結構的一膜層,且該周邊引線以及該第一觸控感應電極之該第二部分中的每一該些導電奈米結構與該膜層的一界面實質上具有一披覆結構。
- 如請求項1所述的觸控面板,其中該披覆結構包括一鍍層,且該鍍層完全包覆每一該些導電奈米結構與該膜層的該界面。
- 如請求項1所述的觸控面板,其中相鄰的該些導電奈米結構之間填充有該膜層,且該膜層中不具有單獨存在的該披覆結構。
- 如請求項1所述的觸控面板,其中每一該 些導電奈米結構包括一金屬奈米線,且該披覆結構完全包覆該金屬奈米線與該膜層的一界面,並在該金屬奈米線與該膜層的該界面形成均勻的一披覆層。
- 如請求項1所述的觸控面板,其中該披覆結構係由一導電材料所製成的一層狀結構、一島狀突起結構、一點狀突起結構或其組合。
- 如請求項5所述的觸控面板,其中該導電材料包括銀、金、銅、鎳、鉑、銥、銠、鈀、鋨或其組合的合金。
- 如請求項1所述的觸控面板,其中該披覆結構係由單一金屬材料或合金材料所製成的單層結構,或者係由兩種以上的金屬材料或合金所製成的兩層或多層結構。
- 如請求項1所述的觸控面板,其中該披覆結構係一化學鍍銅層、一電鍍銅層、一化學鍍銅鎳層、一化學鍍銅銀層或其組合。
- 如請求項1所述的觸控面板,其中每一該些導電奈米結構以及該膜層位於每一該些第一細線中。
- 如請求項1所述的觸控面板,其中每一該些導電奈米結構、該膜層以及該披覆結構位於該第一觸控感應電極之該第二部分的每一該些第一細線中。
- 如請求項1所述的觸控面板,其中該折疊區與該非折疊區之間具有一邊界,且橫跨該邊界之每一該些第一細線的線寬由遠離該邊界至靠近該邊界逐漸地增加。
- 如請求項11所述的觸控面板,其中橫跨該邊界之每一該些第一細線具有遠離該邊界的一第一部分以及靠近該邊界的一第二部分,每一該些第一細線的該第一部分的線寬介於1微米至5微米之間,且每一該些第一細線的該第二部分的線寬介於5微米至30微米之間。
- 如請求項1所述的觸控面板,其中位於該折疊區的該顯示區與該周邊區之間具有一邊界,且緊鄰於該邊界之每一該些第一細線的線寬由遠離該邊界至靠近該邊界逐漸地增加。
- 如請求項13所述的觸控面板,其中緊鄰於該邊界之每一該些第一細線具有遠離該邊界的一第一部分以及靠近該邊界的一第二部分,每一該些第一細線的該第一部分的線寬介於1微米至5微米之間,且每一該些第 一細線的該第二部分的線寬介於5微米至30微米之間。
- 如請求項1所述的觸控面板,其中該基板具有相對的一第一表面及一第二表面,該第一觸控感應電極設置於該基板的該第一表面,且該觸控面板更包括:一第二觸控感應電極,設置於該基板的該第二表面及該顯示區,其中該第二觸控感應電極具有由複數個第二細線交錯而成的網格狀圖案。
- 如請求項15所述的觸控面板,其中該第二觸控感應電極具有位於該折疊區的一第一部分及位於該非折疊區的一第二部分,該第二觸控感應電極包括該些導電奈米結構及外加於每一該些導電奈米結構的該膜層,且該第二觸控感應電極之該第二部分中的每一該些導電奈米結構與該膜層的一界面實質上具有該披覆結構。
- 如請求項15所述的觸控面板,其中由該些第一細線交錯而成的網格狀圖案與由該些第二細線交錯而成的網格狀圖案不完全重疊。
- 一種觸控面板的製作方法,包括:提供一基板,具有一顯示區及一周邊區,並且具有一折疊區及一非折疊區;設置複數個導電奈米結構於該顯示區及該周邊區,以形 成一導電層;外加一膜層於該導電層上,並使該膜層達到預固化或未完全固化狀態;進行圖案化步驟,包括:圖案化位於該折疊區與該非折疊區的該顯示區的該導電層及該膜層,以形成具有由複數個細線交錯而成之網格狀圖案的一觸控感應電極;以及圖案化位於該周邊區的該導電層與該膜層,以形成一周邊引線;以及進行改質步驟,使一披覆結構成型於該周邊引線及位於該非折疊區之該觸控感應電極中的每一該些導電奈米結構的一表面,使得該周邊引線及位於該非折疊區之該觸控感應電極中的每一該些導電奈米結構與該膜層的一界面實質上具有該披覆結構。
- 如請求項18所述的觸控面板的製作方法,其中該圖案化步驟係在該改質步驟之前進行。
- 如請求項18所述的觸控面板的製作方法,其中圖案化位於該顯示區以及該周邊區的該導電層與該膜層係在同一道製程中進行。
- 如請求項18所述的觸控面板的製作方法,其中在該改質步驟之前,更包括遮蔽位於該折疊區的該顯 示區。
- 如請求項18所述的觸控面板的製作方法,其中該改質步驟包括:將該膜層及該些導電奈米結構浸入一化學鍍溶液,該化學鍍溶液滲入該膜層中並與該些導電奈米結構接觸,使得一金屬析出於每一該些導電奈米結構的該表面。
- 如請求項22所述的觸控面板的製作方法,其中該披覆結構沿著每一該些導電奈米結構的該表面形成,並位於每一該些導電奈米結構與該膜層的該界面。
- 如請求項18所述的觸控面板的製作方法,其中外加該膜層於該導電層上包括:塗佈一聚合物於該導電層上;以及控制固化條件,使得該聚合物達到預固化或未完全固化狀態。
- 如請求項18所述的觸控面板的製作方法,其中外加該膜層於該導電層上包括:塗佈一聚合物於該導電層上;以及控制固化條件,使得該聚合物達到預固化或未完全固化狀態,其中該預固化或未完全固化狀態的該膜層具有一第一層區域及一第二層區域,且該第二層區域的固化狀態高 於該第一層區域的固化狀態。
- 如請求項25所述的觸控面板的製作方法,其中在該第一層區域中,該披覆結構沿著每一該些導電奈米結構的該表面形成,並位於每一該些導電奈米結構與該膜層的該界面。
- 如請求項25所述的觸控面板的製作方法,其中該控制固化條件包括:引入氣體,並控制該氣體在該第一層區域與該第二層區域各自的濃度。
- 如請求項18所述的觸控面板的製作方法,其中該改質步驟包括化學鍍步驟、電鍍步驟或其組合。
- 一種包括如請求項1所述的觸控面板的裝置。
- 如請求項29所述的裝置,其中該裝置包括顯示器、可攜式電話、平板計算機、穿戴裝置、車用裝置、筆記型電腦或偏光片。
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