TWI764589B - 接觸結構及具有該接觸結構的電子裝置 - Google Patents
接觸結構及具有該接觸結構的電子裝置Info
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Abstract
本發明提供一種接觸結構及具有該接觸結構的電子裝置,該接觸結構包含:基板、銅層、奈米線分散促進層、以及奈米銀線層。銅層設置在基板之上。奈米線分散促進層設置在銅層之上。奈米銀線層設置在奈米線分散促進層之上。
Description
本發明是有關於一種接觸結構及具有該接觸結構的電子裝置,且特別是關於具有銅層和奈米銀線層堆疊的接觸結構及具有該接觸結構的電子裝置。
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,奈米銀在上述接面處有聚集、分散性不佳的問題,導致在此接觸區域的蝕刻製程中產生蝕刻不淨的問題,由於線路蝕刻不淨的影響,使得線路之間的間距無法縮減,因次無法滿足窄邊框產品的需求。
第1A圖繪示現有的包含接觸區域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的奈米銀線層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'與奈米銀線層16之間容易發生奈米銀聚集的現象(如第1C圖)。
由於銅層14'與奈米銀線層16之間的奈米銀聚集會影響產品的線寬線距,例如,線寬<50nm的產品易發生蝕刻殘留,從而導致電性異常(如短路)的狀況。有鑑於此,現有的奈米銀線層與銅層的接觸結構實有待改善的必要。
本發明之一實施方式的目的在於提供一種接觸結構,藉由在銅層上設置奈米線分散促進層,從而在銅層與奈米銀線層的堆疊結構中,提高奈米銀在銅層上的均勻分散程度,以防止聚集在一起的奈米銀在後續的蝕刻製程中發生蝕刻不淨的現象。
本發明之一實施方式的目的在於提供一種奈米線分散促進層,使奈米銀材料層在銅層上均勻分散,進而使得蝕刻製程能製作出較細線寬線距(如線寬<10nm)的元件/產品。
本發明的一些實施方式提供了一種接觸結構,包含:基板、銅層、奈米線分散促進層、以及奈米銀線層。銅層設置在基板之上。奈米線分散促進層設置在銅層之上,其中,奈米線分散促進層在銅層的表面上形成單分子的吸附層。奈米銀線層設置在奈米線分散促進層之上。在銅層與奈米銀線層之間,直徑超過40μm的顆粒數量在5顆以下。
在一些實施方式中,奈米線分散促進層為一複合配方有機塗料固化形成的有機層,該複合配方有機塗料包括:0.05 wt%至2.5 wt%的基液、1.5 wt%至10 wt%的添加劑與80 wt%至99.8 wt%的溶劑。
在一些實施方式中,該基液為第一偶聯劑,該添加劑為第二偶聯劑、螯合劑(chelating agent)、聚氨酯(PU)系樹脂或其組合,該第一偶聯劑不同於該第二偶聯劑。
在一些實施方式中,該第一偶聯劑為環氧基(epoxy-based)矽烷偶聯劑,該第二偶聯劑為胺基(amine-based)矽烷偶聯劑。
在一些實施方式中,基液為環氧基矽烷偶聯劑,添加劑為螫合劑,環氧基矽烷偶聯劑與螫合劑的體積比為3:1。
在一些實施方式中,該奈米線分散促進層的厚度為約50至約100奈米。
在一些實施方式中,基液為環氧基矽烷偶聯劑,添加劑為胺基矽烷偶聯劑,環氧基矽烷偶聯劑與胺基矽烷偶聯劑的體積比為1:4。
本發明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線層所形成的接觸結構。
在一些實施方式中,電子裝置的接觸結構位於電子裝置的周邊區。
以下的揭示內容提供了不同的實施方式或實施例,以實現所提供的目的之不同的特徵。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,並不旨在限制本發明。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,本發明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,其示出根據本發明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、奈米線分散促進層106、以及奈米銀線層108。銅層104設置於基板102之上,奈米線分散促進層106設置於銅層104之上,奈米銀線層108設置於奈米線分散促進層106之上。換言之,奈米線分散促進層106設置於銅層104與奈米銀線層108之間,不影響銅層104與奈米銀線層108之間的電性連接,並且使得奈米銀材料在銅層104上具有較佳的分散特性,以解決分散不均的奈米銀在後續製程中造成的風險。例如,均勻分散的奈米銀線在後續的蝕刻製程中可以被良好的蝕刻,以達到優異的蝕刻均勻性,尤其適用於窄邊框的蝕刻製程。
在另一些實施方式中,如第2B圖所示,奈米銀線層108為部分地覆蓋在銅層104上方。換言之,銅層104的一部分經由奈米線分散促進層106而間接地接觸奈米銀線層108,銅層104的其餘部分則沒有上覆的奈米銀線層。
在本發明的一些實施方式中,在接觸結構中的奈米線分散促進層106為一複合配方有機塗料固化形成的極薄之有機層,複合配方有機塗料包括:組份A:基液(0.05 wt%至2.5 wt%);組份B:添加劑(1.5 wt%至10 wt%);以及組份C:溶劑(80 wt%至99.8 wt%)。其中,基液為第一偶聯劑,例如環氧基矽烷偶聯劑;添加劑為第二偶聯劑、有機配位體(如螯合劑)、有機樹脂或其組合,其中,第二偶聯劑可為胺基矽烷偶聯劑。溶劑可為水或醇類。
在一些實施方式中,奈米線分散促進層106可以在金屬表面形成子吸附層,達到對金屬層(如銅層)的表面改質的效果,藉以提高奈米銀線在上述表面的分散效果。
在一些實施方式中,奈米線分散促進層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,本發明之接觸結構可廣泛應用於銅層與奈米銀線層疊合接觸的地方。例如,請參閱第3圖,其繪示根據本發明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(其中與奈米銀線層間接接觸的銅層表示為214'')、奈米線分散促進層216、以及奈米銀線層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,奈米銀線層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。奈米線分散促進層216位於銅層214''與奈米銀線層218之間,不影響銅層214''與奈米銀線層218之間的電性連接,並且奈米線分散促進層216能使奈米銀線均勻分散在銅層214上,因此提高蝕刻液在製程中對於奈米銀線的蝕刻均勻性。也就是說,在較小的間距條件下,相鄰電極(例如相鄰的周邊引線220)之間依然不會殘留奈米銀線,進而縮減周邊區的寬度。
另外,有些銅層214的上表面或/及側面也會覆蓋有奈米線分散促進層216,如第3圖所示。
本發明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圖所示)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 (圖未顯示),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的黏合劑進行貼合;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亦可應用於穿戴式裝置(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。
請參閱第4圖,其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(或稱周邊引線)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,從而進行訊號的傳輸。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,奈米線分散促進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奈米線分散促進層。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中的銅層和奈米線分散促進層上方。之後進行圖案化製程,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,奈米銀線層位在銅層上方並且奈米線分散促進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、奈米線分散促進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,從而與銅層進行一次性的同蝕刻(one time etch);或者可以進行先蝕刻奈米銀線層及奈米線分散促進層,再蝕刻銅層的製程。據此,周邊區320中的訊號傳輸線是奈米銀線層/奈米線分散促進層/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圖為根據本發明的部分實施方式的觸控面板500的示意性俯視圖,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、奈米線分散促進層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,其設置於基板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之間具有一奈米線分散促進層550,以避免前述奈米銀線在周邊引線520的表面上產生聚集的現象。第二覆蓋物C2與標記540之間同樣設置奈米線分散促進層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,藉以更進一步降低周邊區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,且奈米線分散促進層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、奈米線分散促進層550與周邊引線520的接觸而達到電性連接,從而進行訊號的傳輸。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。在本發明的部分實施例中,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(圖未顯示)連接(bonding)於觸控面板500的步驟(即連接步驟)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,本發明並不限制標記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,而奈米線分散促進層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、奈米線分散促進層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;類似地,標記540的側壁、奈米線分散促進層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、奈米線分散促進層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、奈米線分散促進層550均成形於基板的上下表面。
請參閱第6A圖至第6C圖,其繪示根據本發明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可為剛性或撓性的基板。基板602可為透明或不透明。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者。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者)、纖維素基底(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,在銅層上設置奈米線分散促進層。在一些實施方式中,可能將複合配方溶液塗佈於銅層604上。在另一些實施方式中,可能將包含銅層604的結構浸泡於前述的複合配方有機塗料中。複合配方有機塗料包含基液(0.05 wt%至2.5 wt%)、添加劑(1.5 wt%至10 wt%)與溶劑(80 wt%至99.8 wt%)。在一些實施方式中,在複合配方有機塗料中,基液與添加劑的比例(體積比)為1:3至10:1。
在上述的塗佈步驟中,更包含使保護層溶液固化形成為一奈米線分散促進層606的步驟。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,在奈米線分散促進層上設置一奈米銀線層。
以下為不同的複合配方有機塗料對奈米銀的分散效果的具體實施例。以下實施例僅就本發明的基液與添加劑的組份比例進行說明,並且,溶劑的比例/選用可依一般化學品的備製進行調整。以下針對銀線數量(顆粒數)、銀線尺寸(如直徑),可用光學顯微鏡、電子顯微鏡搭配電腦等工具進行計算、量測,但不以此為限。
在另一些實施方式中,矽烷偶聯劑複合液可以為環氧基矽烷偶聯劑(通式:(R
1-O)
2-Si-R
2-Y)。其中,R
1為可進行水解反應並生成Si-OH的官能基,包括Cl、OMe(Me為甲基基團)、OEt(Et為乙基基團)、OC
2H
4OCH
3、OSiMe等;R
2為氫原子、甲基、乙基、丙基、丁基、苯基、環己基、乙烯基、丙烯基、氨丙基、氨乙基氨丙基、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Cl、NH
2、SH、N
3、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;X
1可以是羧基、烷氧基、磺酸基、磷基等。
環氧基矽烷偶聯劑可包括如六甲基二矽氧烷、四(三甲基矽氧基)矽烷、3-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷或其組合。
胺基(amine-based)矽烷偶聯劑可包括但不限於單氨基、雙氨基、三氨基及多氨基,例如:苯氨基甲基三乙氧基矽烷、苯氨基甲基三甲氧基矽烷或氨丙基三甲氧基矽烷或其衍伸化合物與他們的搭配組合。
有機樹脂可為聚氨酯系樹脂,例如:聚氨基甲酸酯、4’-二苯甲烷二異氰酸酯或其組合。
在一實施例中,有機配位體例如是螯合劑,其中,螯合劑中的配位原子為氧和氮、硫,還有磷、砷等。有機配位體可以有效與偶聯劑兩端官能團反應,形成鍵結。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,複合配方有機塗料包含環氧基矽烷偶聯劑(即基液)和螫合劑(即添加劑)。其中,環氧基矽烷偶聯劑(即基液)的含量為複合配方有機塗料中的約0.05至約5重量百分比,螫合劑(即添加劑)的含量為複合配方有機塗料中的約0.05至約10重量百分比。環氧基矽烷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。表一中的(A)代表環氧基矽烷偶聯劑,具體如式1所示;表一中的(B1)代表螫合劑,具體為EDTA(C
10H
16N
2O
8[式2])。方案1是取式1的化學品5ml與式2的螫合劑1.67ml混合成占複合配方有機塗料的1.33 wt%的溶液(A+B1),以對銅層進行處理,並針對銅層上各種尺寸的銀線數量(顆粒數)進行量測;類似地,方案2是取式1的化學品5ml與式2螫合劑1.67ml混合成占複合配方有機塗料的0.67 wt%的溶液(A+B1);類似地,方案3是取式1的化學品2.5ml與式2的螫合劑0.83ml混合成占複合配方有機塗料的0.33 wt%的溶液(A+B1)。表一顯示,銅層上各種尺寸的銀線數量(顆粒數)都會減少,其中,直徑超過40μm的大尺寸顆粒數量減少至5顆以下,表示銀線聚集的程度被改善了。
表一
[式1]
A(ml) | B1(ml) | 10μm<尺寸 ≤ 20μm | 20μm<尺寸 ≤ 40μm | 尺寸>40μm | |
方案1 | 5 | 1.67 | 4 | 0 | 0 |
方案2 | 5 | 1.67 | 25 | 15 | 5 |
方案3 | 2.5 | 0.83 | 16 | 7 | 0 |
未處理 | 33 | 8 | 10 |
在一些實施方式中,環氧基矽烷偶聯劑(即基液)的含量為複合配方有機塗料中的約0.5至約2.5重量百分比,胺基矽烷偶聯劑(即添加劑)的含量為複合配方有機塗料中的約2至約10重量百分比。環氧基矽烷偶聯劑和胺基矽烷偶聯劑的比例(體積比)為1:100至100:1,例如1:1至1:10、1:1至1:6、1:4至1:10、或1:4至1:6等。表二中的(A)代表環氧基矽烷偶聯劑,具體如式1所示;表二中的(B2)代表胺基矽烷偶聯劑,具體為N-2-氨乙基-3-氨丙基三甲氧基矽烷([式3])。方案4是取式1的化學品2.5ml與式3的化學品10ml混合成占複合配方有機塗料的5.0 wt%的溶液(A+B2),以對銅層進行處理,並針對銅層上各種尺寸的銀線數量(顆粒數)進行量測;類似地,方案5是取式1的化學品1.3ml與式3的化學品5.2ml混合成占複合配方有機塗料的1.3 wt%的溶液(A+B2);類似地,方案6是取式1的化學品2ml與式3的化學品8ml混合成占複合配方有機塗料的1.0 wt%的溶液(A+B2);類似地,方案7是取式1的化學品0.5ml與式3的化學品2ml混合成占複合配方有機塗料的0.5 wt%的溶液(A+B2)。表二顯示,銅層上各種尺寸的銀線數量(顆粒數)都會減少,尤其大尺寸顆粒數量的減少,表示銀線聚集的程度被改善了。
表二
A(ml) | B2(ml) | 10μm<尺寸 ≤ 20μm | 20μm<尺寸 ≤ 40μm | 尺寸>40μm | |
方案4 | 2.5 | 10 | 6 | 4 | 3 |
方案5 | 1.3 | 5.2 | 8 | 3 | 0 |
方案6 | 2 | 8 | 46 | 11 | 0 |
方案7 | 0.5 | 2 | 8 | 2 | 0 |
未處理 | 33 | 8 | 10 |
在一些實施方式中,環氧基矽烷偶聯劑(即基液)和聚氨酯系樹酯(即添加劑)依1:1至100:1的比例,例如1:1至10:1、10:1至100:1、或5:1至10:1等的比例進行混合。表三中的(A)代表環氧基矽烷偶聯劑,具體如式1所示;表三中的(B3)代表聚氨酯系樹酯,具體為聚氨基甲酸酯([式4])。方案8是取式1的化學品2.5ml與聚氨酯系樹酯(式4,體積百分比為1%)245ml混合成占複合配方有機塗料的2.0 wt%的溶液(A+B3),以對銅層進行處理,並針對銅層上各種尺寸的銀線數量(顆粒數)進行量測;類似地,方案9是取式1的化學品2.5ml與聚氨酯系樹酯(式4,體積百分比為1%)24.5ml混合成占複合配方有機塗料的1.1 wt%的溶液(A+B3);類似地,方案10是取式1的化學品2.5ml與聚氨酯系樹酯(式4,體積百分比為1%)2.45ml混合成占複合配方有機塗料的1.01 wt%的溶液(A+B3)。表三顯示,銅層上各種尺寸的銀線數量(顆粒數)都會減少,尤其大尺寸顆粒數量的減少,表示銀線聚集的程度被改善了。
表三
A(ml) | B3(ml) | 10μm<尺寸 ≤ 20μm | 20μm<尺寸 ≤ 40μm | 尺寸>40μm | |
方案8 | 2.5 | 245 | 72 | 5 | 1 |
方案9 | 2.5 | 24.5 | 46 | 11 | 2 |
方案10 | 2.5 | 2.45 | 40 | 23 | 3 |
未處理 | 33 | 8 | 10 |
在一些實施方式中,可將兩種以上的添加劑的組合與基液混合,例如將聚氨酯系樹酯與氨基矽烷偶聯劑兩種添加劑的組合與環氧基矽烷偶聯劑(即基液)依比例進行混合,例如,基液與添加劑依1:1至1:100的比例(體積比),例如1:1至1:10、1:1至1:5、或1:1至1:4等的比例進行混合;而本實施例的組合型添加劑中,氨基矽烷偶聯劑與聚氨酯系樹酯依1:1至1:10的比例,例如1:1至1:15或1:1至1:2等的比例進行混合。表三中的(A)代表環氧基矽烷偶聯劑,具體如式1所示;表三中的(B4)代表胺基矽烷偶聯劑([式3])與聚氨酯系樹酯([式4])的組合。方案11是取式1的化學品1ml、式3的化學品4ml與聚氨酯系樹酯(式4,體積百分比為1%)90ml混合成占複合配方有機塗料的0.5wt %的溶液(A+B4),以對銅層進行處理,並針對銅層上各種尺寸的銀線數量(顆粒數)進行量測;類似地,方案12是取式1的化學品1ml、式3的化學品4ml與聚氨酯系樹酯(式4,體積百分比為1%)9.8ml混合成占複合配方有機塗料的0.5wt %的溶液(A+B4)。表四顯示,銅層上各種尺寸的銀線數量(顆粒數)都會減少,尤其大尺寸顆粒數量的減少,表示銀線聚集的程度被改善了。
表四
A(ml) | B4 | 10μm<尺寸 ≤ 20μm | 20μm<尺寸 ≤ 40μm | 尺寸>40μm | |
方案11 | 1 | 式3+式4 | 28 | 10 | 4 |
方案12 | 1 | 式3+式4 | 8 | 4 | 0 |
未處理 | 30 | 8 | 10 |
本文所用的「金屬奈米線(metal nanowires)」為一集合名詞,其指包含複數個元素金屬、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,並不影響本發明所主張的保護範圍;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500 nm,較佳小於約100 nm,且更佳小於約50 nm;而本發明所稱的為「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,更詳細地說,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,奈米銀線層608藉由塗佈含有奈米銀結構之塗佈組合物來製備。為形成塗佈組合物,通常將奈米銀線分散形成奈米銀線墨水/分散液以幫助塗佈製程。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°C、不大於150°C或不大於100°C。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)。
另外可塗佈一膜層以與金屬奈米線形成複合結構,從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,故該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,並非用於限制本發明。
本發明實施例更可對前述的疊層結構進行圖案化製程,包含圖案曝光顯影和蝕刻等的程序,以將銅層604、奈米銀線層608、或兩者形成線路圖案。而奈米線分散促進層606可在蝕刻銅層604或蝕刻奈米銀線層608的步驟中被蝕刻;或者銅層604、奈米銀線層608與奈米線分散促進層606可在同一個蝕刻步驟中被蝕刻。
由以上可知,在銅層和奈米銀線層的疊合結構中,奈米線分散促進層可提供顯著的均勻分散效果,使得奈米銀在銅層上可以均勻分布而不會產生聚集。
本發明的實施方式可解決接觸結構的剝離問題,使得包含此接觸結構的電子裝置能夠用黃光製程來生產且具有高可靠度。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。
雖然本發明已以實施方式揭示內容如上,然其並非用以限定本發明,任何熟習此技藝者,當可作各種之更動與潤飾,而不脫離本發明之精神和範圍,因此本發明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:奈米銀線層
20:接觸區域
100:接觸結構
102:基板
104:銅層
106:奈米線分散促進層
108:奈米銀線層
200:元件
210:接觸結構
212:基板
214:銅層
214'':銅層
216:奈米線分散促進層
218:奈米銀線層
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:奈米線分散促進層
602:基板
604:銅層
606:奈米線分散促進層
608:奈米銀線層
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,本發明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圖繪示現有的包含接觸結構的電子裝置在以黃光製程的剝膜液處理之前的示意圖。
第1B圖繪示現有的包含接觸結構的電子裝置在以黃光製程的剝膜液處理之後的示意圖。
第1C圖為顯示現有的奈米銀線的聚集現象的照片。
第2A圖繪示根據本發明的一些實施方式的接觸結構的示意性剖面圖。
第2B圖繪示根據本發明的一些實施方式的接觸結構的示意性剖面圖。
第3圖繪示根據本發明的一些實施方式的電子裝置的示意性剖面圖。
第4圖繪示根據本發明的一些實施方式的觸控面板的俯視圖。
第5A圖繪示根據本發明的一些實施方式的觸控面板的示意性俯視圖。
第5B圖為沿第5A圖的線A-A的示意剖面圖。
第5C圖為沿第5B圖的線B-B的示意剖面圖。
第6A圖至第6C圖繪示根據本發明的實施方式製造接觸結構的方法的不同步驟的示意性剖面圖。
100:接觸結構
102:基板
104:銅層
106:奈米線分散促進層
108:奈米銀線層
Claims (9)
- 一種接觸結構,包含:一基板;一銅層,設置在該基板之上;一奈米線分散促進層,設置在該銅層之上;以及一奈米銀線層,設置在該奈米線分散促進層之上,其中,於相同條件,在該銅層與該奈米銀線層之間,直徑超過40μm的顆粒數量小於該銅層與該奈米銀線層直接接觸下的顆粒數量。
- 如請求項1之接觸結構,其中,該奈米線分散促進層為一複合配方有機塗料固化形成的有機層,該複合配方有機塗料包含:0.05wt%至2.5wt%的基液、1.5wt%至10wt%的添加劑與80wt%至99.8wt%的溶劑。
- 如請求項2之接觸結構,其中,該基液為第一偶聯劑,該添加劑為第二偶聯劑、螯合劑、有機樹脂或其組合,該第一偶聯劑不同於該第二偶聯劑。
- 如請求項3之接觸結構,其中,該第一偶聯劑為環氧基矽烷偶聯劑,該第二偶聯劑為胺基矽烷偶聯劑。
- 如請求項3之接觸結構,其中,該基液為環氧基矽烷偶聯劑,該添加劑為螫合劑,該環氧基矽烷偶聯劑與該螫合劑的體積比為3:1。
- 如請求項3之接觸結構,其中,該基液為環氧基矽烷偶聯劑,該添加劑為胺基矽烷偶聯劑,該環氧基矽烷偶聯劑與該胺基矽烷偶聯劑的體積比為1:4。
- 如請求項1之接觸結構,其中,該奈米線分散促進層的厚度為約50至約100奈米。
- 一種電子裝置,包含如請求項1至7中任一項之接觸結構。
- 如請求項8之電子裝置,其中,該接觸結構位於該電子裝置的周邊區。
Priority Applications (1)
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TW110106568A TWI764589B (zh) | 2021-02-24 | 2021-02-24 | 接觸結構及具有該接觸結構的電子裝置 |
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