TWI765619B - 觸控感應器及其製造方法 - Google Patents

Abstract

一種觸控感應器具有可視區及設置於可視區之至少一側的周邊區，且包括基板、金屬奈米線層及金屬層。金屬奈米線層設置於基板上，並且具有對應位於可視區的第一部分及對應位於周邊區的第二部分。金屬層設置於基板上，且對應位於周邊區，其中部分的金屬層疊設並接觸金屬奈米線層至少部分的第二部分以形成搭接區域，搭接區域的搭接面積介於0.09mm ²至1.20mm ²之間，且搭接區域的搭接阻抗小於50Ω。

Description

觸控感應器及其製造方法

本揭露內容是有關於一種觸控感應器以及一種觸控感應器的製造方法。

近年來，行動電話、筆記型電腦、衛星導航系統以及數位影音播放器等攜帶式電子產品廣泛地使用觸控感應器做為使用者與電子產品之間的訊息溝通管道。

隨著市場上對窄邊框電子產品的需求提升，業者無不致力於減小電子產品的邊框尺寸，以滿足使用者的需求，相對地，對於觸控感應器而言，也就是需減小周邊區域的尺寸。一般而言，觸控感應器包括觸控電極及周邊線路，並且觸控電極及周邊線路通常於周邊區域相互搭接以形成導電通路或迴路，而影響觸控感應器的周邊區域尺寸的因素通常包括觸控電極與周邊線路之間的搭接公差、觸控電極與周邊線路之間的搭接面積以及周邊線路本身的線寬與線距等。當採用減小搭接面積的方式來降低周邊區域的尺寸時，觸控電極與周邊線路之間的搭接阻抗值會隨著搭接面積的減小而上升，進而對觸控感應器的信號傳遞產生諸多不良的影響。綜上所述，提供既能符合業界所認定之窄邊框尺寸的設計，又能符合搭接阻抗值需求的觸控感應器是目前值得研究的方向。

根據本揭露一些實施方式，一種觸控感應器具有可視區以及設置於可視區之至少一側的周邊區，且包括基板、金屬奈米線層以及金屬層。金屬奈米線層設置於基板上，並且具有對應位於可視區的第一部分以及對應位於周邊區的第二部分。金屬層設置於基板上，且對應位於周邊區，其中部分的金屬層疊設並接觸金屬奈米線層至少部分的第二部分以形成搭接區域，搭接區域的搭接面積介於0.09mm ²至1.20mm ²之間，且搭接區域的搭接阻抗小於50Ω。

在本揭露一些實施方式中，搭接面積係搭接區域於基板的垂直投影面積。

在本揭露一些實施方式中，搭接面積介於0.09 mm ²至0.60mm ²之間。

在本揭露一些實施方式中，搭接阻抗小於40Ω、小於30Ω、小於20Ω或小於10Ω。

在本揭露一些實施方式中，金屬奈米線層包括基質、複數個第一金屬奈米線及複數個第二金屬奈米線，第一金屬奈米線完全位於基質中，且第二金屬奈米線僅部分嵌入至基質中。

在本揭露一些實施方式中，金屬奈米線層之第二部分中的第二金屬奈米線具有嵌入至基質中的第一部分以及凸出於基質之上表面的第二部分，且第二金屬奈米線的第二部分嵌入至金屬層中。

在本揭露一些實施方式中，第二金屬奈米線具有嵌入至基質中的第一部分以及凸出於基質之上表面的第二部分。

在本揭露一些實施方式中，金屬奈米線層更包括複數個第一膜結構以及複數個第二膜結構。第一膜結構位於第一金屬奈米線與基質的界面，且第二膜結構位於第二金屬奈米線的第一部分與基質的界面。

在本揭露一些實施方式中，第一膜結構包覆第一金屬奈米線，以形成第一披覆結構。第二膜結構包覆第二金屬奈米線的第一部分，以形成第二披覆結構。

在本揭露一些實施方式中，第一膜結構以及第二膜結構的材料包括聚乙烯衍生物。

在本揭露一些實施方式中，金屬層的材料包括感光銀。

在本揭露一些實施方式中，金屬奈米線層的第一部分構成觸控感應電極，且部分的金屬層構成周邊線路。

根據本揭露另一些實施方式，一種觸控感應器具有可視區及設置於可視區之至少一側的周邊區，且觸控感應器的製造方法包括：提供基板；形成金屬奈米線層於基板，並對應位於可視區及周邊區；對金屬奈米線層進行表面處理；以及形成金屬層於基板，且對應位於周邊區，其中部分的金屬層疊設並接觸經表面處理後的金屬奈米線層以形成搭接區域，其中搭接區域的搭接面積介於0.09mm ²至1.20mm ²之間，且搭接區域的搭接阻抗小於50Ω。

在本揭露一些實施方式中，對金屬奈米線層進行表面處理包括：對金屬奈米線層進行真空電漿製程，其中真空電漿製程係採用功率為2kW至8kW且流量為1500sccm至2500sccm的氬氣電漿，且真空電漿製程的時間介於20分鐘至30分鐘之間。

在本揭露一些實施方式中，金屬奈米線層可包括基質、複數個金屬奈米線以及複數個膜結構，金屬奈米線具有嵌入至基質中的第一部分以及凸出於基質之上表面的第二部分，且膜結構包覆金屬奈米線。對金屬奈米線層進行表面處理包括：移除包覆金屬奈米線之第二部分的膜結構，使得金屬奈米線的第二部分裸露出來。

在本揭露一些實施方式中，金屬奈米線層包括基質、複數個金屬奈米線以及複數個膜結構，且膜結構分佈於基質的上表面及內部。對金屬奈米線層進行表面處理包括：移除分佈於基質之上表面的膜結構，使得基質的上表面裸露出來。

在本揭露一些實施方式中，經表面處理後的金屬奈米線層包括基質以及複數個金屬奈米線，其中金屬奈米線具有嵌入至基質中的第一部分以及凸出於基質之上表面的第二部分。形成金屬層對應位於周邊區係使得位於周邊區的金屬奈米線的第二部分嵌入至金屬層中。

在本揭露一些實施方式中，形成金屬奈米線層於基板的步驟包括：對金屬奈米線層進行圖案化步驟，以形成一觸控感應電極。

在本揭露一些實施方式中，形成金屬層於基板的步驟包括：對金屬層進行圖案化步驟，以形成一周邊線路。

根據本揭露上述實施方式，本揭露的觸控感應器具有由部分的金屬奈米線層以及部分的金屬層於周邊區相互搭接而形成的搭接區域。其中，本揭露的金屬奈米線層可經過適當的表面處理，讓金屬層與金屬奈米線層所形成之搭接區域能在所需的搭接面積之範圍內提供良好的搭接效果。如此一來，本揭露的觸控感應器不僅可具有業界所認定的窄邊框尺寸，還可具有符合需求的搭接阻抗值。

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。

應當理解，儘管術語「第一」、「第二」以及「第三」等在本文中可以用於描述各種元件、部件、區域、層及/或部分，但這些元件、部件、區域、及/或部分不應受這些術語的限制。這些術語僅用於將一個元件、部件、區域、層或部分與另一個元件、部件、區域、層或部分彼此區分。因此，下文中所述的「第一元件」、「部件」、「區域」、「層」或「部分」亦可被稱為第二元件、部件、區域、層或部分而不脫離本文的教導。

應當理解，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，如圖式中所示。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。舉例而言，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，若一個附圖中的裝置翻轉，則被描述為在其它元件「下」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」或「下面」可以包括上方和下方的取向。

本揭露內容提供一種可具有業界所認定之窄邊框尺寸，還具有符合搭接阻抗值需求的觸控感應器，其包括具體對金屬奈米線層(即含有金屬奈米線的層別)進行表面處理的方法，以及透過使用經表面處理後的金屬奈米線層來製作的觸控感應器。應瞭解到，為了清楚起見及方便說明，在本文中，將先針對金屬奈米線層的表面處理方法進行說明。

第1A圖至第1E圖繪示根據本揭露一些實施方式之金屬奈米線層120的表面處理方法在不同步驟的剖面示意圖。請參閱第1A圖。首先，提供分散液10。在一些實施方式中，分散液10可例如是由溶劑、填充劑以及金屬奈米線122混合而成，其中填充劑與溶劑均勻地混合，而金屬奈米線122分散於混合後的填充劑與溶劑中。在一些實施方式中，溶劑可以是水、醇類、酮類、醚類、烴類、芳香類溶劑(例如苯、甲苯或二甲苯等)或其組合。在一些實施方式中，填充劑可包括絕緣材料。舉例而言，絕緣材料可包括非導電的樹脂或其他有機材料，例如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、聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚乙烯醇縮丁醛、聚(矽-丙烯酸)、聚(苯乙烯磺酸)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚(3,4-伸乙二氧基噻吩)、陶瓷材料或其組合。在一些實施方式中，金屬奈米線122可例如但不限於奈米銀線、奈米金線、奈米銅線、奈米鎳線或其組合。

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，分散液10可包括高分子黏合劑，以提升金屬奈米線122與溶劑及填充劑之間的相容性以及金屬奈米線122於溶劑及填充劑中的穩定性，使得金屬奈米線122可均勻地分散於溶劑及填充劑中。在一些實施方式中，高分子黏合劑可包括聚乙烯衍生物，例如聚乙烯吡咯烷酮(polyvinylpyrrolidone，PVP)。在一些實施方式中，分散液10可進一步包括添加劑及/或界面活性劑。具體而言，添加劑及/或界面活性劑可例如是羧甲基纖維素、羥乙基纖維素、羥丙甲纖維素、磺基琥珀酸酯磺酸酯、硫酸酯、磷酸酯、含氟界面活性劑、二磺酸鹽或其組合。

請參閱第1B圖。接著，提供基板110，並且將含有金屬奈米線122的分散液10塗佈於基板110的表面111。若以微觀的尺度來觀察，金屬奈米線122是無方向性地隨機分佈於分散液10中，而部分的金屬奈米線122會分佈於分散液10的液面處11附近，使得分散液10的液面處11呈現凹凸不平具起伏狀的態樣。在一些實施方式中，分散液10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(亦即銀-銀的接觸界面)，以形成低電阻的電子傳遞路徑。另一方面，塗佈於基板110之表面111的分散液10可完全地包覆其中的每一根金屬奈米線122，且在塗佈期間及塗佈後，分散液10中的溶劑與填充劑是均勻地混合而無凝聚物或沉澱物產生。

請參閱第1C圖。隨後，進行固化/乾燥步驟，以利用光、熱或其他方式使塗佈於基板110之表面111的分散液10完全固化，進而形成金屬奈米線層120。詳細而言，在固化/乾燥步驟後，分散液10中的溶劑會揮發，且填充劑會固化以形成基質124，而金屬奈米線122可以隨機的方式分佈於基質124中。在一些實施方式中，分散液10中的高分子黏合劑亦會固化以形成位於金屬奈米線層120中的膜結構126。更詳細而言，由於在固化/乾燥步驟前，分散液10中部分的高分子黏合劑可存在於分散液10整體的內部，而部分的高分子黏合劑可存在於分散液10整體的上層處，因此在固化/乾燥步驟後，部分的膜結構126可成型於基質124的內部，而部分的膜結構126可成型於基質124的上表面125。在一些實施方式中，位於基質124之內部的膜結構126可例如是以隨機的方式分佈於基質124中，而位於基質124之上表面125的膜結構126可例如是整面地覆蓋基質124的上表面125以形成一膜層126。

在一些實施方式中，存在於分散液10整體之內部的高分子黏合劑還可進一步於固化/乾燥步驟期間沿著金屬奈米線122的表面固化。如此一來，在固化/乾燥步驟之後，部分的膜結構126可成型於金屬奈米線122與基質124的界面，而部分的膜結構126可單獨地存在於位於相鄰之金屬奈米線122之間的基質124中。在一些實施方式中，膜結構126可包覆每一根金屬奈米線122，以形成披覆結構126。在一些實施方式中，披覆結構126可例如是包覆每一根金屬奈米線122的部分表面。在另一些實施方式中，披覆結構126可例如是包覆每一根金屬奈米線122的整體表面。更具體而言，披覆結構126的披覆率可占金屬奈米線122之總表面積的80%以上、90%至95%、90%至99%或90%至100%。應瞭解到，當披覆結構126的披覆率為100%時，代表金屬奈米線122的表面完全未裸露出來。值得說明的是，由於本揭露的金屬奈米線122可彼此接觸以形成一導電網路，因此披覆結構126實質上是連續地形成於相互接觸之多條金屬奈米線122的整體表面以包覆整個導電網路，並不會影響金屬奈米線122之間的接觸態樣。在一些實施方式中，披覆結構126可例如是共形地包覆每一根金屬奈米線122的表面。

針對位於金屬奈米線層120之上表面121附近的金屬奈米線122而言，每一根金屬奈米線122具有嵌入至基質124中的第一部分122a以及凸出於基質124之上表面125的第二部分122b，且每一根金屬奈米線122的表面被披覆結構126所包覆。換句話說，包覆金屬奈米線122之第一部分122a的披覆結構126是位於基質124與金屬奈米線122的界面(亦即，基質124與金屬奈米線122的第一部分122a之間間隔有披覆結構126)，而包覆金屬奈米線122之第二部分122b的披覆結構126則是露出於基質124之外。若以金屬奈米線層120整體來看，金屬奈米線層120可包括基質124、金屬奈米線122以及膜結構126。膜結構126可單獨存在於基質124的內部，或者覆蓋基質124的上表面125以形成膜層126，又或者包覆每一根金屬奈米線122以形成披覆結構126，且膜結構126的材料可包括聚乙烯衍生物，例如聚乙烯吡咯烷酮。

請參閱第1D圖。隨後，可對固化/乾燥後的金屬奈米線層120進行表面處理。經過表面處理後的金屬奈米線層120可具有較低的表面電阻，進而與後續形成的其他導電層別(例如金屬層，其具體結構將於下文中進行詳細的說明)進行穩定的電氣搭接。針對表面處理的方式，舉例而言，在形成金屬奈米線層120後，可對金屬奈米線層120進行一真空電漿製程，以移除位於基質124之上表面125的膜結構(膜層)126以及包覆金屬奈米線122之第二部分122b的膜結構(披覆結構)126，使得基質124的上表面125以及金屬奈米線122的第二部分122b裸露出來。在一些實施方式中，真空電漿製程是採用氬氣電漿AP以2kW至8kW的功率以及1500sccm至2500sccm的流量(較佳是1900sccm至2100sccm的流量)對金屬奈米線層120進行20分鐘至30分鐘的表面處理。經表面處理後的金屬奈米線層120如第1E圖所示，其中位於基質124之上表面125的膜結構(膜層)126以及包覆金屬奈米線122之第二部分122b的膜結構(披覆結構)126皆會被移除，而留下位於基質124中的膜結構126(包括包覆金屬奈米線122的膜結構(披覆結構)126以及單獨存在於基質124中的膜結構126)。由於位於基質124的上表面125附近之金屬奈米線122的第二部分122b經表面處理後可完全地裸露出來而不受膜結構126包覆，因此經表面處理的金屬奈米線層120可具有較低的表面電阻，其相較於未經表面處理的金屬奈米線層120的表面電阻可降低約5%至約10%之間。如此一來，金屬奈米線層120在與後續形成的其他導電層別進行搭接時可具有較低的搭接阻抗。

本揭露的前述方法可應用於製作觸控感應器。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感應器100的上視示意圖，且第2B圖繪示第2A圖之觸控感應器100沿線段2B-2B截取的剖面示意圖。在一些實施方式中，觸控感應器100可包括基板110、金屬奈米線層120以及金屬層130。基板110配置以承載金屬奈米線層120以及金屬層130，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、聚對苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯、無色聚醯亞胺等透明材料或其組合。在一些實施方式中，觸控感應器100具有可視區VA及設置於可視區VA之側邊的周邊區PA。舉例而言，周邊區PA可以是設置於可視區VA的四周(例如涵蓋右側、左側、上側以及下側)的框型區域。舉另一例而言，周邊區PA亦可以是設置於可視區VA的左側及下側的L型區域。

在一些實施方式中，金屬奈米線層120及金屬層130依序設置於基板110上，且在周邊區PA內，部分的金屬層130疊設並接觸部分的金屬奈米線層120以形成一搭接區域A。更具體而言，金屬奈米線層120具有位於可視區VA的第一部分120a以及位於周邊區PA的第二部分120b，金屬奈米線層120的第一部分120a構成觸控感應電極TE，而金屬奈米線層120至少部分的第二部分120b與位於周邊區PA且構成周邊線路T的金屬層130部分地重疊並接觸，以形成搭接區域A。透過金屬層130與金屬奈米線層120之間的搭接，觸控感應器100可形成橫跨可視區VA以及周邊區PA的電子傳遞路徑，以進行觸控或其他訊號的傳遞。補充說明的是，本揭露的金屬奈米線層120及金屬層130僅僅是方便用來說明疊層結構關係，實際上金屬奈米線層120可以是經圖案化製程而包含至少一觸控感應電極TE，金屬層130可以是經圖案化製程而包含對應搭接於觸控感應電極TE的至少一周邊線路T，而本揭露的搭接區域A則是指一條周邊線路T與一條觸控感應電極TE相互接觸的區域。

在一些實施方式中，一條觸控感應電極TE可包括沿第一方向D1延伸的多條長條型的電極線L，例如第2A圖中所示的三條電極線L，且多條電極線L可沿第二方向D2間隔地排列並且並聯連接，其中第一方向D1與第二方向D2相互垂直。在本實施方式中，觸控感應電極TE具有波浪型的電極圖案。然而，觸控感應電極TE的形狀與排列方式不以此為限，在其他實施方式中，觸控感應電極TE亦可具有其他適當的形狀與排列方式。

第2C圖繪示第2B圖之觸控感應器100之區域R的局部放大示意圖。請同時參閱第2B圖以及第2C圖。在一些實施方式中，金屬奈米線層120是經表面處理後的金屬奈米線層120。更詳細而言，金屬奈米線層120可包括基質124、第一金屬奈米線122A以及第二金屬奈米線122B，其中第一金屬奈米線122A是完全位於基質124中，而第二金屬奈米線122B是鄰近於基質124之上表面125且部分嵌入至基質124中，且每一根第二金屬奈米線122B具有嵌入至基質124中的第一部分122a以及凸出於基質124之上表面125的第二部分122b。此外，第一金屬奈米線122A與基質124的界面具有第一膜結構126A(即第一金屬奈米線122A與基質124之間間隔有第一膜結構126A)，且第二金屬奈米線122B的第一部分122a與基質124的界面具有第二膜結構126B(即第二金屬奈米線122B的第一部分122a與基質124之間間隔有第二膜結構126B)。若以金屬奈米線層120在可視區VA的第一部分120a來看，第二金屬奈米線122B的第二部分122b由基質124的上表面125裸露出來；若以金屬奈米線層120在周邊區PA的第二部分120b來看，第二金屬奈米線122B的第二部分122b嵌入至位於金屬奈米線層120上方的金屬層130中。

在一些實施方式中，第一膜結構126A可進一步包覆每一根第一金屬奈米線122A的部分或整體表面以形成第一披覆結構126A，而第二膜結構126B亦可進一步包覆每一根第二金屬奈米線122B之第一部分122a的部分或整體表面以形成第二披覆結構126B。在一些實施方式中，金屬奈米線層120還可包括單獨存在於位於第一金屬奈米線122A之間、第二金屬奈米線122B之間以及第一金屬奈米線122A與第二金屬奈米線122B之間之基質124中的第三膜結構126C。換句話說，第三膜結構126C並不會接觸任何的第一金屬奈米線122A或第二金屬奈米線122B。

藉由使用前文中所述的真空電漿製程對金屬奈米線層120進行表面處理，以將包覆第二金屬奈米線122B之第二部分122b的膜結構126移除並使第二金屬奈米線122B的第二部分122b裸露出來，可有效地降低金屬奈米線層120的表面電阻。另一方面，當金屬層130與金屬奈米線層120進行搭接時，由於金屬奈米線層120中之裸露部分的第二金屬奈米線122B可直接接觸金屬層130，因此可使得金屬奈米線層120與金屬層130之間形成較低的搭接阻抗，以符合搭接阻抗的需求。進一步而言，觸控感應器100的周邊區PA尺寸(例如，周邊區PA的寬度)可因金屬奈米線層120與金屬層130之間的搭接阻抗降低而設計在較小的尺寸範圍，進而符合業界所認定之窄邊框尺寸的規範。

具體而言，在本揭露的觸控感應器100中，由部分的金屬層130於周邊區PA與經表面處理後之金屬奈米線層120至少部分的第二部分120b重疊並進行搭接，而形成的搭接區域A可具有介於0.09mm ²至1.20mm ²之間的搭接面積，且該搭接區域A的搭接阻抗小於50Ω，較佳是小於40Ω、30Ω或20Ω，更佳是小於10Ω。一般而言，當搭接區域A的搭接面積小於等於1.20mm ²時，可提供觸控感應器100的周邊區PA在設計上的靈活性，相對可構成較小的周邊區PA尺寸，進而符合業界所認定之窄邊框尺寸的規範。換句話說，本揭露的觸控感應器100可在業界所認定之窄邊框尺寸的規範內同時符合搭接阻抗的需求。詳細而言，若搭接區域A的搭接面積大於1.20 mm ²，將使得觸控感應器100的周邊區PA尺寸需對應地增加，進而導致觸控感應器100無法具有業界所認定的窄邊框尺寸；若搭接區域A的搭接面積小於0.09mm ²，將使得搭接區域A的搭接阻抗過高(例如大於50Ω)，導致觸控感應器100無法滿足搭接阻抗的需求，此外，搭接面積小於0.09mm ²將也會導致在結構上無法構成有效且可靠的搭接，而容易有金屬層130與金屬奈米線層120剝落分離的情形。在另外一些實施方式中，針對較小尺寸的終端產品(例如手錶等穿戴式裝置)而言，觸控感應器100的搭接區域A可進一步具有介於0.09mm ²至0.6mm ²之間的搭接面積，且搭接區域A的搭接阻抗小於50Ω，較佳是小於40Ω、30Ω或20Ω，更佳是小於10Ω，以符合業界所認定之窄邊框尺寸的規範。應瞭解到，本文中所提到的搭接區域A的形狀是以本領域較常設計的四邊形來舉例說明，而「搭接面積」是指當由俯視角度(第2A圖的視角)觀察時，由該搭接區域A的長度L1及寬度W1所構成之平面區域的面積，其中該平面區域是落在由第一方向D1及第二方向D2所構成的平面上。更具體而言，「搭接面積」是指該搭接區域A於基板110的垂直投影面積，亦即實際影響觸控感應器100之周邊區PA尺寸的面積。

請參閱表一，其透過各比較例及各實施例具體呈現金屬層130與經表面處理前、後之金屬奈米線層120進行搭接後所形成之搭接區域A的搭接阻抗。具體而言，各比較例中的金屬奈米線層120未經表面處理，而各實施例中的金屬奈米線層120是透過前文中所述的步驟進行表面處理，其是採用氬氣電漿以6kW的功率及2000sccm的流量對金屬奈米線層120進行26分鐘的真空電漿製程。此外，以經圖案化製程後的結構來看，各比較例及各實施例皆是以一條觸控感應電極TE及對應搭接的一條周邊線路T為一組來進行搭接區域A的量測。各比較例及各實施例之搭接區域A的搭接阻抗的量測方法請參閱第3圖，其繪示根據本揭露一些實施方式之搭接區域A的搭接阻抗的量測示意圖。量測設備是採用Keysight ^®B2912A型電源量測設備搭配探針，並在常溫環境下進行量測，在量測過程中，針對每一量測段(如點X-點Y段、點X-點Z段及點W-點Y段)，提供恆定的輸入電流(10μA)，以量測出輸出電壓，並以歐姆定律來換算出電阻阻抗。

具體針對搭接區域A之搭接阻抗的量測方法包括以下步驟：第一步驟：將電源量測設備的一探針接觸周邊線路T之任一位置(點X)，而將另一探針接觸觸控感應電極TE之任一位置(點Y)，以量測並獲得阻抗 _(X-Y)。第二步驟：將一探針維持第一步驟中的接觸周邊線路T之點X，而將另一探針改為接觸周邊線路T於搭接區域A邊緣之位置(點Z)，以量測並獲得阻抗 _(X-Z)。第三步驟：將一探針接觸第一步驟中的觸控感應電極TE之點Y，而將另一探針接觸觸控感應電極TE於搭接區域A邊緣之位置(點W)，以量測並獲得阻抗 _(W-Y)。如此一來，在分別獲得阻抗 _(X-Y)、阻抗 _(X-Z)以及阻抗 _(W-Y)之後，以公式：阻抗 _(X-Y)-阻抗 _(X-Z)-阻抗 _(W-Y)來得到搭接區域A之搭接阻抗(即阻抗 _(W-Z))。有關於各比較例及各實施例之搭接區域A的其他詳細說明以及量測結果如表一所示。

表一

搭接面積(mm 2) (寬度W1*長度L1)	比較例	實施例
阻抗 (W-Z)(Ω)	阻抗 (W-Z)(Ω)
1.60 (0.40*4)	18	1
1.20 (0.40*3)	57	1
0.80 (0.20*4)	56	1
0.60 (0.20*3)	57	1
0.40 (0.10*4)	70	1
0.30 (0.10*3)	65	1
0.20 (0.05*4)	51	1
0.15 (0.05*3)	69	3
0.12 (0.03*4)	60	3
0.09 (0.03*3)	76	4

註：當阻抗的量測的結果小於1Ω時，以1Ω紀錄之。

由表一的量測結果可知，金屬層130與未經表面處理之金屬奈米線層120進行搭接而形成的搭接區域A在具有較小的搭接面積(例如0.09mm ²至1.20mm ²的搭接面積)時，其搭接阻抗的阻抗值會大於50Ω。相對地，金屬層130與經表面處理之金屬奈米線層120進行搭接而形成的搭接區域A在具有較小的搭接面積(例如0.09mm ²至1.20mm ²的搭接面積)時，其搭接阻抗的阻抗值是小於50Ω(甚至可幾乎維持在小於等於1Ω的範圍內)。換句話說，本揭露的觸控感應器100在符合業界所認定之窄邊框尺寸的規範的條件下，仍可符合低搭接阻抗的需求。值得說明的是，當搭接區域A的搭接面積大於1.2mm ²時(在表一中是以搭接面積為1.6mm ²為例)，雖然其搭接阻抗在金屬奈米線層120未經表面處理的狀況下亦可維持在小於50Ω的範圍內，但搭接面積大於1.2mm ²的搭接區域A的觸控感應器100較無法符合業界所認定之窄邊框尺寸的規範。

請參閱表二，其透過各比較例及各實施例具體呈現金屬層130與經表面處理前、後之金屬奈米線層120進行搭接後所形成之搭接區域A在經過高溫高濕環境的信賴性測試之後，再於常溫環境下的量測結果，其中高溫高濕環境為HS6590(溫度為65℃，相對濕度為90%)。具體而言，各比較例中的金屬奈米線層120未經表面處理，而各實施例中的金屬奈米線層120是透過前文中所述的步驟進行表面處理，其是採用氬氣電漿以2000sccm的流量對金屬奈米線層120進行26分鐘的真空電漿製程。此外，於常溫環境下的量測方法及所使用的量測設備同前述表一的實施方式。有關於各比較例及各實施例之搭接區域A的其他詳細說明以及量測結果如表二所示。

表二

	搭接面積(mm 2) (寬度W1*長度L1)	表面處理參數 (真空電漿製程功率)	在HS6590環境下所經歷的時間
0 hr	24 hr	48 hr	72 hr	120 hr
常溫環境量測搭接阻抗
比較例	1.20 (0.40*3)	未進行表面處理	大於50Ω	未量測	未量測	未量測	未量測
0.80 (0.20*4)
0.60 (0.20*3)
0.40 (0.10*4)
0.30 (0.10*3)
0.20 (0.05*4)
0.15 (0.05*3)
0.12 (0.03*4)
0.09 (0.03*3)
實施例	1.20 (0.40*3) 0.80 (0.20*4) 0.60 (0.20*3) 0.40 (0.10*4) 0.30 (0.10*3) 0.20 (0.05*4) 0.15 (0.05*3) 0.12 (0.03*4) 0.09 (0.03*3)	3.5 kW	小於50Ω
6.0 kW	小於50Ω
8.0 kW	小於50Ω

由表二的量測結果可知，在搭接區域A的搭接面積介於0.09mm ²至1.20mm ²之間時，由金屬層130與未經表面處理之金屬奈米線層120進行搭接而形成的觸控感應器100在進行高溫高濕環境測試前已無法具有小於50Ω的搭接阻抗。相對地，由金屬層130與經表面處理之金屬奈米線層120進行搭接而形成的觸控感應器100在高溫高濕環境下經歷120小時的測試後，再於常溫環境下進行搭接阻抗的量測，量測結果顯示搭接阻抗的阻抗值仍小於50Ω，顯示具有經表面處理之金屬奈米線層120的觸控感應器100在符合業界所認定之窄邊框尺寸的規範的條件下，在經歷過高溫高濕環境測試後還可符合低搭接阻抗的需求。

附帶一提的是，若以觸控感應器100具有多條觸控感應電極TE來看，在本揭露由金屬層130與經表面處理之金屬奈米線層120進行搭接而形成的觸控感應器100中，在不同條觸控感應電極TE所相應的搭接阻抗之間的差異值可維持在±2.5Ω之內。反觀若在由金屬層130與未經表面處理之金屬奈米線層120進行搭接而形成的觸控感應器100中，在不同條觸控感應電極TE所相應的搭接阻抗之間的差異值可能高達±30Ω。由此看來，本揭露的觸控感應器100不僅可提供較低的搭接阻抗，在不同條觸控感應電極TE的搭接阻抗之間還更具有較佳的均勻度。

在以下敘述中，將以第1A圖至第1E圖所繪示的經表面處理後的金屬奈米線層120成型於基板110的態樣及第2A圖至第2C圖所繪示的觸控感應器100為例，來進一步說明本揭露之觸控感應器100的製造方法。應瞭解到，已敘述過的元件結構、連接關係與功效將不再重複贅述，合先敘明。

觸控感應器100的製造方法可包括步驟S10至步驟S40，並且步驟S10至步驟S40可以是依序進行。在步驟S10中，提供基板110。在步驟S20中，形成金屬奈米線層120於基板110，並對應位於可視區VA及周邊區PA。在步驟S30中，對金屬奈米線層120進行表面處理。在步驟S40中，形成金屬層130於基板110，並對應位於周邊區PA，其中部分的金屬層130疊設並接觸經表面處理後的金屬奈米線層120，以形成搭接區域A。

在一些實施方式中，在步驟S10進行後，可對基板110的表面111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111額外塗佈黏著層或樹脂層，以提升基板110與其他層別(例如金屬奈米線層120及/或金屬層130)之間的附著力。

在一些實施方式中，步驟S20可進一步包括：對金屬奈米線層120進行圖案化製程。具體來講，在將含有金屬奈米線122的分散液10以塗佈的方式形成於基板110的表面111，並加以固化/乾燥以使金屬奈米線層120附著於基板110的表面111後，可接著對金屬奈米線層120進行圖案化製程，以使位於可視區VA及周邊區PA的金屬奈米線層120被定義出各自的圖案。詳細而言，位於可視區VA的金屬奈米線層120可被圖案化以形成至少一觸控感應電極TE，而位於周邊區PA的金屬奈米線層120可被圖案化以形成後續用以與金屬層130進行搭接的搭接部(亦稱第一搭接部)。在一些實施方式中，可透過蝕刻製程以進行金屬奈米線層120的圖案化。在一些實施方式中，可同時蝕刻位於可視區VA以及周邊區PA的金屬奈米線層120，並搭配蝕刻遮罩(例如光阻)以在同一道製程中一次性地在可視區VA及周邊區PA製作出具有圖案的金屬奈米線層120。在一些實施方式中，當金屬奈米線層120中的金屬奈米線122為銀奈米線時，蝕刻液可選擇可蝕刻銀的成分，例如H ₃PO ₄(比例為約55%至約70%)及HNO ₃(比例約5%至約15%)，以移除銀金屬材料。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。此外，在一些實施方式中，圖案化製程也可以是在步驟S30完成之後才進行，也就是在步驟S20用來形成金屬奈米線層120於基板110之後，先進行步驟S30，以對金屬奈米線層120進行表面處理，之後才再進行所謂的圖案化製程。換句話說，對金屬奈米線層120的圖案化製程可以是在金屬奈米線層120進行表面處理之前或之後來進行，在此並非為本揭露所限制。

隨後，在步驟S40中，形成金屬層130於周邊區PA，使得金屬層130部分重疊經表面處理後的金屬奈米線層120(第一搭接部)，進而形成搭接區域A。在一些實施方式中，可將含有感光金屬(例如感光銀)的金屬層130整面地成型於基板110的周邊區PA，以部分地覆蓋第一搭接部。接著，可對金屬層130進行圖案化步驟，以使金屬層130被定義出圖案，並形成至少一周邊線路T以及與金屬奈米線層130之第一搭接部進行搭接的第二搭接部。當金屬層130中的金屬材料為感光銀時，可直接對感光銀進行曝光以及顯影等步驟來製作金屬層130的圖案。更詳細而言，藉由使用感光銀作為金屬層130的材料，可省去使用光阻、對光阻進行曝光與顯影以及透過顯影後的光阻對金屬層130進行蝕刻等步驟。如此一來，可避免因使用蝕刻製程來形成金屬層130的圖案而破壞已成型之金屬奈米線層120的圖案。經上述步驟後，便可製作出於基板110的周邊區PA具有由部分的金屬層130與部分的金屬奈米線層120重疊而搭接而成的搭接區域A的觸控感應器100。

本揭露之觸控感應器可與其他電子裝置組裝或整合，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，而觸控感應器亦可利用光學膠與外蓋層(例如保護玻璃)進行貼合。本揭露之觸控感應器亦可應用於可攜式電話、平板計算機以及筆記型電腦等的電子設備，亦可應用於可撓性產品。本揭露之觸控感應器還可應用於偏光片(例如直接以偏光片作為觸控感應器的基板)、穿戴式裝置(例如智慧衣服、手錶、眼鏡及智慧鞋等)以及車用裝置(例如行車紀錄器、儀錶板、車用後視鏡及車窗等)。

根據本揭露上述實施方式，本揭露的觸控感應器具有由部分的金屬奈米線層以及部分的金屬層於周邊區相互搭接而形成的搭接區域。其中，本揭露的金屬奈米線層可經過適當的表面處理，讓金屬層與金屬奈米線層所形成之搭接區域能在所需的搭接面積之範圍內提供良好的搭接效果。如此一來，本揭露之觸控感應器不僅可具有業界所認定的窄邊框尺寸，還可具有符合需求的搭接阻抗值。

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。

10:分散液 11:液面處 100:觸控感應器 110:基板 111:表面 120:金屬奈米線層 121:上表面 122:金屬奈米線 122A:第一金屬奈米線 122B:第二金屬奈米線 122a:第一部分 122b:第二部分 124:基質 125:上表面 126:膜結構(膜層、披覆結構) 126A:第一膜結構 126B:第二膜結構 126C:第三膜結構 130:金屬層 VA:可視區 PA:周邊區 AP:氬氣電漿 TE:觸控感應電極 L1:電極線 T:周邊線路 A:搭接區域 L1:長度 W1:寬度 R:區域 X,Y,Z,W:點 2B-2B: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1E圖繪示根據本揭露一些實施方式之金屬奈米線層的表面處理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感應器的上視示意圖； 第2B圖繪示第2A圖之觸控感應器沿線段2B-2B截取的剖面示意圖； 第2C圖繪示第2B圖之觸控感應器之區域R的局部放大示意圖；以及 第3圖繪示根據本揭露一些實施方式之搭接區域的搭接阻抗的量測示意圖。

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

110:基板

111:表面

120:金屬奈米線層

120a:第一部分

120b:第二部分

122:金屬奈米線

124:基質

125:上表面

126:膜結構

130:金屬層

VA:可視區

PA:周邊區

R:區域

2B-2B:線段

Claims (19)

1. 一種觸控感應器，具有一可視區及設置於該可視區之至少一側的一周邊區，該觸控感應器包括：一基板；一金屬奈米線層，設置於該基板上，並且具有對應位於該可視區的一第一部分以及對應位於該周邊區的一第二部分；以及一金屬層，設置於該基板上，且對應位於該周邊區，其中部分的該金屬層疊設在該金屬奈米線層上並接觸該金屬奈米線層至少部分的該第二部分以形成一搭接區域，其中該搭接區域的一搭接面積介於0.09mm²至1.20mm²之間，且該搭接區域的一搭接阻抗小於50Ω。
2. 如請求項1所述的觸控感應器，其中該搭接面積係該搭接區域於該基板的一垂直投影面積。
3. 如請求項1所述的觸控感應器，其中該搭接面積介於0.09mm²至0.60mm²之間。
4. 如請求項1所述的觸控感應器，其中該搭接阻抗小於40Ω、小於30Ω、小於20Ω或小於10Ω。
5. 如請求項1所述的觸控感應器，其中該金屬奈米線層包括： 一基質、複數個第一金屬奈米線及複數個第二金屬奈米線，其中每一該些第一金屬奈米線完全位於該基質中，且每一該些第二金屬奈米線僅部分嵌入至該基質中。
6. 如請求項5所述的觸控感應器，其中該金屬奈米線層之該第二部分中的每一該些第二金屬奈米線具有嵌入至該基質中的一第一部分以及凸出於該基質之一上表面的一第二部分，且該些第二金屬奈米線的該些第二部分嵌入至該金屬層中。
7. 如請求項5所述的觸控感應器，其中每一該些第二金屬奈米線具有嵌入至該基質中的一第一部分以及凸出於該基質之一上表面的一第二部分。
8. 如請求項7所述的觸控感應器，其中該金屬奈米線層更包括：複數個第一膜結構，其中每一該些第一膜結構位於每一該些第一金屬奈米線與該基質的一界面；以及複數個第二膜結構，其中每一該些第二膜結構位於每一該些第二金屬奈米線的該第一部分與該基質的一界面。
9. 如請求項8所述的觸控感應器，其中每一該些第一膜結構包覆每一該些第一金屬奈米線，以形成一第一披覆結構，且每一該些第二膜結構包覆每一該些第二 金屬奈米線的該第一部分，以形成一第二披覆結構。
10. 如請求項8所述的觸控感應器，其中該些第一膜結構以及該些第二膜結構的材料包括聚乙烯衍生物。
11. 如請求項1所述的觸控感應器，其中該金屬層的材料包括感光銀。
12. 如請求項1所述的觸控感應器，其中該金屬奈米線層的該第一部分構成一觸控感應電極，且部分的該金屬層構成一周邊線路。
13. 一種觸控感應器的製造方法，該觸控感應器具有一可視區以及設置於該可視區之至少一側的一周邊區，該觸控感應器的製造方法包括：提供一基板；形成一金屬奈米線層於該基板，並對應位於該可視區及該周邊區；對該金屬奈米線層進行表面處理；以及形成一金屬層於該基板，且對應位於該周邊區，其中部分的該金屬層疊設在經表面處理後的該金屬奈米線層上並接觸經表面處理後的該金屬奈米線層以形成一搭接區域，其中該搭接區域的一搭接面積介於0.09mm²至1.20mm² 之間，且該搭接區域的一搭接阻抗小於50Ω。
14. 如請求項13所述的觸控感應器的製造方法，其中對該金屬奈米線層進行表面處理包括：對該金屬奈米線層進行一真空電漿製程，其中該真空電漿製程係採用功率為2kW至8kW且流量為1500sccm至2500sccm的氬氣電漿，且該真空電漿製程的時間介於20分鐘至30分鐘之間。
15. 如請求項13所述的觸控感應器的製造方法，其中該金屬奈米線層包括一基質、複數個金屬奈米線以及複數個膜結構，每一該些金屬奈米線具有嵌入至該基質中的一第一部分及凸出於該基質之一上表面的一第二部分，每一該些膜結構包覆每一該些金屬奈米線，且對該金屬奈米線層進行表面處理包括：移除包覆每一該些金屬奈米線之該第二部分的每一該些膜結構，使得每一該些金屬奈米線的該第二部分裸露出來。
16. 如請求項13所述的觸控感應器的製造方法，其中該金屬奈米線層包括一基質、複數個金屬奈米線以及複數個膜結構，該些膜結構分佈於該基質的一上表面及內部，且對該金屬奈米線層進行表面處理包括：移除分佈於該基質之該上表面的該些膜結構，使得該基 質的該上表面裸露出來。
17. 如請求項13所述的觸控感應器的製造方法，其中經表面處理後的該金屬奈米線層包括一基質以及複數個金屬奈米線，其中每一該些金屬奈米線具有嵌入至該基質中的一第一部分以及凸出於該基質之一上表面的一第二部分，且形成該金屬層對應位於該周邊區係使得位於該周邊區的每一該些金屬奈米線的該第二部分嵌入至該金屬層中。
18. 如請求項13所述的觸控感應器的製造方法，其中，形成該金屬奈米線層於該基板的步驟包括：對該金屬奈米線層進行圖案化步驟，以形成一觸控感應電極。
19. 如請求項13所述的觸控感應器的製造方法，其中，形成該金屬層於該基板的步驟包括：對該金屬層進行圖案化步驟，以形成一周邊線路。

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