TWI780454B

TWI780454B - 觸控面板及其製作方法

Info

Publication number: TWI780454B
Application number: TW109122830A
Authority: TW
Inventors: 吳珊瑀; 陳志民
Original assignee: 大陸商宸美（廈門）光電有限公司
Priority date: 2019-12-31
Filing date: 2020-07-06
Publication date: 2022-10-11
Also published as: CN113126829B; US20210200378A1; CN113126829A; US11630541B2; US11353998B2; TW202127210A; TWM603556U; US20220269372A1

Abstract

一種觸控面板，包括：基板，其具有顯示區與周邊區；觸控感應電極，設置於基板的顯示區；周邊線路，設置於基板的周邊區，觸控感應電極電性連接周邊線路；其中，觸控感應電極層包括圖案化後的金屬奈米線層的第一部分，周邊線路包括圖案化後的導電層及金屬奈米線層的第二部分，周邊線路與另一周邊線路之間至少具有未被移除的該導電層中的非導電材料。

Description

觸控面板及其製作方法

本發明涉及一種觸控面板及其製作方法。

由於透明導體可同時具有光穿透性與適當的導電性，因而可應用於顯示面板或觸控面板相關的裝置中。一般而言，透明導體可以是各種金屬氧化物，例如氧化銦錫(Indium Tin Oxide，ITO)、氧化銦鋅(Indium Zinc Oxide，IZO)、氧化鎘錫(Cadmium Tin Oxide，CTO)或摻鋁氧化鋅(Aluminum-doped Zinc Oxide，AZO)。然而，這些金屬氧化物薄膜的某些特性已經受到挑戰，例如可撓性不足。在部分情況下，經圖案化的金屬氧化物薄膜也可能有容易被使用者觀察到的問題。因此，現今發展出了多種透明導體，例如利用奈米線等材料所製作的透明導體。

然而利用奈米線製作觸控電極，奈米線與周邊區的金屬引線在制程上及結構上都有許多待解決的問題，例如傳統制程採用雷射加工製作圖案，然而雷射設備過於昂貴。在窄邊框及基材薄化趨勢下，對於雷射設備機構控制須更加精確，否則不利於需要細線路的窄邊框產品量產。

另一方面，利用雷射製作觸控感應電極的制程中，雷射會去除位於蝕刻區的材料，而當雷射照射在基材時，容易產生基材的點狀擊傷問題。

因此在利用奈米線製作觸控感應電極的制程上、電極結構上必須依照材料特性重新設計，使產品達到較佳的表現。

根據本發明的部分實施方式，提出了解決前述問題的觸控面板的製作方法，其具有高製作效率、可應用於窄邊框產品的細線路的制程優勢。

根據本發明的部分實施方式，提出了一種觸控面板，包括：基板，其具有顯示區與周邊區；觸控感應電極，設置於基板的顯示區；周邊線路，設置於基板的周邊區，觸控感應電極電性連接周邊線路；其中，觸控感應電極層包括圖案化後的金屬奈米線層的第一部分，周邊線路包括圖案化後的導電層及金屬奈米線層的第二部分，導電層至少包括導電填料粒子與非導電材料，周邊線路與另一周邊線路之間至少具有未被移除的該導電層中的非導電材料。在一蝕刻步驟中，導電層中的非導電材料因蝕刻選擇比而被殘留下來，形成相鄰周邊線路之間的絕緣結構。

在本發明的部分實施方式中，還包括設置於金屬奈米線層上的底塗層。

在本發明的部分實施方式中，周邊線路與另一周邊線路之間具有非導電區域，非導電區域中具有未被移除的導電層中的非導電材料及未被移除的底塗層。在一蝕刻步驟中，導電層中的非導電材料及底塗層因蝕刻選擇比而被殘留下來，形成相鄰周邊線路之間的絕緣結構。

在本發明的部分實施方式中，導電層是由包括該導電填料粒子與該非導電材料的導電漿料經固化而成。

在本發明的部分實施方式中，周邊線路是由導電層及位於導電層與基板之間的第二部分所構成，或者周邊線路是由第二部分及位於第二部分與基板之間的導電層所構成。

在本發明的部分實施方式中，觸控感應電極層包括設置於基板的上表面的第一觸控感應電極及設置於基板的下表面的第二觸控感應電極。

根據本發明的部分實施方式提出了一種觸控面板的製作方法，包含：提供基板，基板具有顯示區與周邊區；設置由金屬奈米線所組成的金屬奈米線層及設置導電層於基板上，金屬奈米線層的第一部份位於顯示區，金屬奈米線層的第二部份位於周邊區，導電層位於周邊區且至少包括導電填料粒子與非導電材料；進行圖案化步驟，包括：圖案化第一部分以形成觸控感應電極，並同時圖案化位於周邊區的導電層與第二部分以形成周邊線路，周邊線路與另一周邊線路之間至少具有未被移除的導電層中的非導電材料。

在本發明的部分實施方式中，設置導電層於基板上包括塗布具有導電填料粒子與非導電材料的導電漿料於基板上，再施以固化。

在本發明的部分實施方式中，進行圖案化步驟包括同時施用蝕刻液於導電層與金屬奈米線層，蝕刻液對導電填料粒子的蝕刻速率與對非導電材料的蝕刻速率比值為10以上。

在本發明的部分實施方式中，蝕刻液包括0.01wt%至80wt%金屬蝕刻劑及20wt%至99.9wt%溶劑。

根據本發明的部分實施方式，金屬蝕刻劑包括(1)次氯酸、高錳酸、高氯酸、重鉻酸、上述酸的鹽類或其組合；(2)含金屬鹽類；(3)過氧化物、過氧化物與酸的混合物、過氧化物與螯合劑的混合物。

根據本發明的部分實施方式，蝕刻液還包括0.1wt%至20wt%添加劑。

根據本發明的部分實施方式，設置金屬奈米線層及設置導電層於基板上包括：設置金屬奈米線層於基板上；設置導電層於金屬奈米線層上；以及移除位於該顯示區上的該導電層。

在本發明的部分實施方式中，設置金屬奈米線層及設置導電層於基板上包括：設置金屬奈米線層於基板上；塗布具有導電填料粒子與非導電材料的導電漿料於金屬奈米線層上，並使導電漿料位於周邊區；以及固化導電漿料以形成導電層。

在本發明的部分實施方式中，設置金屬奈米線層及設置導電層於基板上包括：塗布具有導電填料粒子與非導電材料的導電漿料於基板上，並使導電漿料位於周邊區；固化導電漿料以形成該導電層；以及設置金屬奈米線層於導電層與基板上。

在本發明的部分實施方式中，還包括設置底塗層於金屬奈米線層上。

在本發明的部分實施方式中，周邊線路與另一周邊線路之間具有非導電區域，非導電區域中具有未被移除的導電層中的非導電材料及未被移除的底塗層。

在本發明的部分實施方式中，觸控感應電極與另一觸控感應電極之間具有非導電區域，非導電區域中具有未被移除的底塗層。

以下將以附圖公開本發明的多個實施例，為明確說明起見，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發明。也就是說，在本發明部分實施例中，這些實務上的細節是非必要的。此外，為簡化附圖起見，一些現有慣用的結構與元件在附圖中將以簡單示意的方式顯示。

關於本發明中所使用的“約”、“大約”或“大致”，一般是指數值的誤差或範圍在百分之二十以內，較好地是在百分之十以內，更佳地是在百分之五以內。本發明中若無明確說明，所提及的數值皆視為近似值，即具有如“約”、“大約”或“大致”所表示的誤差或範圍。另外，本發明所使用的“圖案(pattern) ”、“圖形”、“圖樣”所指的均為相同或相似的涵義，而為了方便說明，下文中可能會交互使用，特此說明。

本發明的實施例提供了一種觸控面板100，其包含基板110、由導電層120A與金屬奈米線層140A所組成的周邊線路120及由金屬奈米線層140A所組成的觸控感應電極TE。第1圖為根據本發明的部分實施方式的觸控面板100的俯視示意圖；第1圖的觸控面板100包含基板110、周邊線路120以及觸控感應電極TE；上述的周邊線路120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附圖中所繪製的數量僅為解說之用，並未限制本發明。

本實施方式的觸控面板的製作方法包括：提供基板110；設置由金屬奈米線140所組成的金屬奈米線層140A於基板110上；設置導電層120A於基板110上；進行圖案化步驟以形成觸控感應電極TE，並同時形成周邊線路120。

請參閱第1圖，基板110可具有顯示區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。如第1圖所示，本實施例共有八組周邊線路120設置於基板110的周邊區PA；觸控感應電極TE設置於基板110的顯示區VA。本實施例通過一次的蝕刻步驟將周邊區PA的金屬奈米線層140A與導電層120A同時圖案化以形成周邊線路120，使上下兩層材料不須對位就可在預定的位置進行圖案化，因此可以達到減少或避免在制程中設置對位元誤差區域的需求，藉以降低周邊區PA的寬度，進而達到顯示器的窄邊框需求；也可避免多次對位元造成圖案化的錯誤所衍生的制程良率下降的問題。另外，本實施例的一次性蝕刻步驟可僅針對金屬奈米線層140A與導電層120A中的導電材料進行移除，而使非導電材料殘留於結構中。

本實施方式的觸控面板的製作方法包括：提供基板110；設置由金屬奈米線140所組成的金屬奈米線層140A於基板110上；設置導電層120A於金屬奈米線層140A上；進行圖案化步驟以形成觸控感應電極TE，並同時形成周邊線路120，圖案化步驟的實施會構成非導電區域136，非導電區域136中並無導電材料而殘留有非導電材料。本實施方式的觸控面板的製作方法的具體制程為：首先，參考第2圖，提供一基板110，在本發明的部分實施方式中，基板110可為透明基板，詳細而言，可以為一硬式透明基板或一可撓式透明基板，其材料可以選自玻璃、壓克力(polymethylmethacrylate；PMMA)、聚氯乙烯(polyvinyl Chloride；PVC)、聚丙烯(polypropylene；PP)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate；PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(polyethylene naphthalate；PEN)、聚碳酸酯(polycarbonate；PC)、聚苯乙烯(polystyrene；PS)、環烯烴聚合物(Cyclo olefin polymer；COP)、CPI(colorless polyimide)等透明材料。

接著，同樣參考第2圖，在基板110上製作一金屬奈米線層140A與導電層120A，金屬奈米線層140A可至少由金屬奈米線140所組成；如圖所示，金屬奈米線層140A位於導電層120A與基板110之間。

在本實施例的金屬奈米線層140A的具體作法為：將具有金屬奈米線140的分散液或漿料(ink)以塗布方法成型於基板110上，並加以乾燥使金屬奈米線140覆著於基板110的表面；換句話說，金屬奈米線140會因上述的乾燥固化步驟而成型為一設置於基板110上的金屬奈米線層140A。而基板110上可定義有顯示區VA與周邊區PA，如第1圖所示，周邊區PA設置於顯示區VA的側邊，例如，周邊區PA設置於顯示區VA的左側及右側的區域，但在其他實施例中，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，或者是設置於顯示區VA的相鄰兩側的L型區域；而所述的金屬奈米線層140A可包括成型於顯示區VA的第一部分與成型於周邊區PA的第二部分，更詳細的說，在顯示區VA中，金屬奈米線層140A的第一部分可直接成形於基板110的表面上；而在周邊區PA中，金屬奈米線層140A的第二部分可直接成形於基板110的表面上。

在本發明的實施例中，上述具有金屬奈米線140的分散液可為溶劑，如水、醇、酮、醚、烴或芳族溶劑(如苯、甲苯、二甲苯等等)；上述分散液也可包含添加劑、介面活性劑或黏合劑，例如羧甲基纖維素(carboxymethyl cellulose；CMC)、2-羥乙基纖維素(hydroxyethyl Cellulose；HEC)、羥基丙基甲基纖維素(hydroxypropyl methylcellulose；HPMC) 、磺酸酯、硫酸酯、二磺酸鹽、磺基琥珀酸酯、磷酸酯或含氟介面活性劑等等。而所述的金屬奈米線(metal nanowires)層，例如可為奈米銀線(silver nano-wires)層、奈米金線(gold nanowires)層或奈米銅線(copper nanowires)層所構成；更詳細的說，本發明所用的“金屬奈米線(metal nanowires) ”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500 nm，較佳小於100 nm，且更佳小於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10，較佳大於50，且更佳大於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/rod)等如果同樣具有上述的尺寸及高縱橫比，也為本發明所涵蓋的範疇。

而所述的含有金屬奈米線140的分散液或漿料可以用任何方式成型於基板110的表面，例如但不限於：網版印刷、噴頭塗布、滾輪塗布等制程；在一種實施例中，可採用卷對卷(roll to roll)制程將含有金屬奈米線140的分散液或漿料塗布於連續供應的基板110的表面。而在上述的固化/乾燥步驟之後，溶劑等物質被揮發，而金屬奈米線140以隨機的方式分佈於基板110的表面；較佳的，金屬奈米線140會固著於基板110的表面上而不至脫落而形成所述的金屬奈米線層140A，且金屬奈米線140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)。

在本發明的部分實施方式中，金屬奈米線140可以是奈米銀線(silver nanowires)或奈米銀纖維(silver nanofibers)，其可以具有平均約20至100奈米的直徑，平均約20至100微米的長度，較佳為平均約20至70奈米的直徑，平均約20至70微米的長度，即縱橫比為1000。在部分實施方式中，金屬奈米線140的直徑可介於70奈米至80奈米，而長度約8微米。

本實施例的導電層120A的具體作法為：將金屬材料以適當的制程成型於金屬奈米線層140A上，例如但不限於將金屬導電漿料，如銀漿(Ag paste)材料塗布於金屬奈米線層140A上。在一實施例中，可設置導電層120A於金屬奈米線層140A上，且導電層120A僅設置於周邊區PA，其具體方式可為但不限於：將銀漿材料塗布於金屬奈米線層140A上且位於周邊區PA，接著將銀漿材料固化形成導電層120A。在一具體實施例中，銀漿材料固化步驟的溫度為約90℃~110℃，固化時間為約10~20分鐘。金屬導電漿料也可以選用UV 硬化型導電銀漿，其硬化機制是由於金屬導電材料的組成中的感光樹脂被紫外光、電子束(electron Beam）、X-ray 等高能量放射線照射後，發生了化學或物理的變化，如架橋、交聯、分解或異構反應，進而使感光樹脂發生性質的變化，UV 硬化型導電銀漿中可加入適量的光起始劑和光增感劑，以達到光起始聚合的目的。在一實施例中，金屬導電漿料的固化方式可為熱固化、室溫固化、表面處理劑固化方式等。

本實施例的金屬導電漿料是以樹脂基體為膠合劑、導電填料材料(如金、銀、銅、鋁、鋅、鐵、鎳的粉末、石墨或一些導電化合物填料粒子) 、溶劑等組成所製成的複合材料，樹脂基體可以採用各種膠合劑/膠黏劑類型的樹脂基體，常用的一般有熱固性膠黏劑如環氧樹脂、有機矽樹脂、聚醯亞胺樹脂、酚醛樹脂、聚氨酯、丙烯酸樹脂等膠黏劑體系，樹脂基體所占含量約大於80 wt%，導電填料粒子的含量約在5~50 wt% ，而溶劑的含量約在1~10 wt%。金屬導電漿料還可包括助劑、交聯劑、偶聯劑、稀釋劑、防腐劑、增韌劑和觸變劑等。金屬導電漿料在固化之後，溶劑被揮發，樹脂基體形成了主體結構，主要提供力學性能和/或黏接性能，並使導電填料粒子形成導電路徑。在一實施例中，固化後的金屬導電漿料即構成導電層120A，導電層120A可根據導電性大致區分為導電材料(如上述導電填料粒子)與非導電材料(如上述樹脂基體)，在後述的圖案化步驟之後，在蝕刻區的導電材料被移除，而在蝕刻區的非導電材料則不會被移除。

又例如可將金屬導電漿料成型於金屬奈米線層140A上，且位於顯示區VA與周邊區PA。與金屬奈米線層140A相似，導電層120A可包括成型於顯示區VA的第一部分與成型於周邊區PA的第二部分，而導電層120A的第一部分在後續的制程中被移除而裸露出金屬奈米線層140A的第一部分，導電層120A的第二部分與金屬奈米線層140A的第二部分在後續的制程中被圖案化而形成周邊線路120。

在一實施例中，金屬導電漿料中的樹脂基體有可能會因其流動性而在制程中滲入金屬奈米線之間的間隙，進而形成金屬奈米線層140A結構的一部分。

接著進行圖案化步驟，其主要針對位於顯示區VA的金屬奈米線層140A進行圖案化以形成觸控感應電極TE，並同時針對位於周邊區PA的導電層120A與金屬奈米線層140A進行圖案化以形成周邊線路120。

本實施例具體可包括以下步驟：先將感光材料(例如光阻)進行曝光/顯影(即熟知的黃光微影制程)定義出位於顯示區VA的觸控感應電極TE的圖案以及位於周邊區PA的周邊線路120的圖案；接著，進行蝕刻，以在顯示區VA上製作出由金屬奈米線層140A(即金屬奈米線層140A的第一部分)所構成的觸控感應電極TE(請參考第1圖及第3B圖)，並在周邊區PA上製作出由金屬奈米線層140A(即金屬奈米線層140A的第二部分)與導電層120A(即導電層120A的第二部分)所構成的周邊線路120(請參考第1圖、第3A圖及第3B圖)。

在一實施例中，採用可同時蝕刻金屬奈米線層140A與導電層120A的蝕刻液，以在同一工序中製作觸控感應電極TE與周邊線路120，因此可以最少的對位次數(例如一次)完成顯示區VA的觸控感應電極TE與周邊區PA的周邊線路120的連接，故可避免傳統多次對位造成的良率不高，也可節省對位制程所需預留的對位公差，使周邊線路120的寬度盡可能的縮減，以滿足顯示器的窄邊框需求。另外，所選蝕刻液對前述的導電材料與非導電材料具有高的蝕刻選擇比，例如對導電材料的蝕刻速率與對非導電材料的蝕刻速率比值約為10以上、或為50以上、或介於100~500之間、或為1000以上。

根據一具體實施例，在金屬奈米線層140A為奈米銀層，導電層120A為銀漿層的情況下，蝕刻液可用於蝕刻銅與銀，例如蝕刻液的成分包括約0.01wt%-80wt%金屬蝕刻劑、約20wt%-99.9wt%溶劑及/或約0.1wt%-20wt%添加劑。金屬蝕刻劑可包括但不限於(1)次氯酸、高錳酸、高氯酸、重鉻酸等、上述酸的鹽類及/或其組合；(2)含金屬鹽類，例如二價銅、三價鐵的鹽類；(3)過氧化物、過氧化物與酸的混合物、過氧化物與螯合劑的混合物；溶劑可包括但不限於水和/或有機物，所述有機物可為3-5個碳基的單元醇或多元醇，如甲醇、乙醇、異丙醇、乙二醇、丙二醇、丙三醇中的一種或多種的混合物；添加劑可包括但不限於表面活性劑、消泡劑、酸堿值(pH)調節劑、抑制劑的其中一種或是多種。

表面活性劑可包括但不限於陽離子表面活性劑、陰離子表面活性劑、兩性離子表面活性劑及非離子表面活性劑一種或是多種。

酸堿值調節劑可包括但不限於無機酸、有機酸及/或無機酸和有機酸的混合物；無機酸可包括但不限於硫酸、硝酸、鹽酸、磷酸中的一種或多種；有機酸可包括但不限於甲酸、乙酸、丙酸、草酸、檸檬酸、乳酸、磺酸、水楊酸中的一種或多種。

至此，即可完成本發明實施例的觸控面板100(如第1圖)，而第3A圖及第3B圖則為第1圖的A-A及B-B的剖面示意圖。請參考第1圖，並配合第3A圖及第3B圖，本發明實施例的觸控面板100(如第1圖)，其為單面式的觸控面板，可包含基板110、由導電層120A與金屬奈米線層140A所組成的周邊線路120以及由金屬奈米線層140A所組成觸控感應電極TE，觸控感應電極TE可電性連接周邊線路120。

詳細而言，如第3A圖及第3B圖，本發明的部分實施方式中周邊線路120是由圖案化後的兩層導電結構所組成複合結構層，其包括導電層120A及位於導電層120A與基板110之間的金屬奈米線層140A。而觸控感應電極TE為金屬奈米線層140A圖樣化之後所形成，也就是說，金屬奈米線層140A在顯示區VA形成觸控感應電極TE，而在周邊區PA形成周邊線路120的下層結構，故借由金屬奈米線層140A的導電性，觸控感應電極TE可與周邊線路120達成電性連接以進行信號的傳輸。

又如第3A圖及第3B圖所示，在周邊區PA中，相鄰周邊線路120之間具有非導電區域136，其至少為導電層120A的非導電材料(如上述樹脂基體)所構成，以電性阻絕相鄰周邊線路120進而避免短路。也就是說，經過圖案化步驟之後，在特定位置的導電層120A中的導電材料(如上述導電填料粒子)被蝕刻移除；同樣的，在對應蝕刻位置上的金屬奈米線層140A中的金屬奈米線140也被蝕刻移除，以形成非導電區域136，故在本實施例中，非導電區域136為導電層120A的非導電材料(如上述樹脂基體)與金屬奈米線層140A中的非導電材料所構成，以隔絕相鄰周邊線路120；金屬奈米線層140A中的非導電材料可為金屬奈米線漿料中的樹脂等非導電組分、向下層溢流的金屬導電漿料中的樹脂基體等非導電組分、空氣或其組合。而在一實施例中，可採用前述的蝕刻液製作上述的非導電區域136；或者也可先針對導電層120A進行蝕刻，再針對金屬奈米線層140A進行蝕刻。在一實施例中，蝕刻後的所留下的導電層120A及金屬奈米線層140A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3B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136，以電性阻絕相鄰觸控感應電極TE進而避免短路。也就是說，相鄰觸控感應電極TE的側壁之間具有非導電區域136，而在本實施例中，非導電區域136可為蝕刻金屬奈米線140後所留下的間隙/氣隙、金屬奈米線層140A中未被蝕刻移除的非導電材料、向下層溢流的金屬導電漿料中的樹脂基體等非導電組分或其組合，藉以隔絕相鄰觸控感應電極TE；在一實施例中，可採用上述的蝕刻液製作相鄰觸控感應電極TE。本實施方式中，觸控感應電極TE以非交錯式的排列設置。舉例而言，觸控感應電極TE為沿第一方向D1延伸的長條型電極，彼此並不產生交錯，但在其他實施方式中，觸控感應電極TE可以具有適當的形狀，而不應以此限制本發明的範圍。本實施方式中，觸控感應電極TE採用單層的配置，其中可以透過偵測各個觸控感應電極TE的自身的電容值變化，而得到觸控位置。

在本實施方式中，顯示區VA的觸控感應電極TE較佳地具有導電性與透光性，因此，用來製作觸控感應電極TE的金屬奈米線層140A較佳地具有以下特性：可見光(例如波長介於約400nm-700nm)的光穿透率(Transmission)可大於約80%，且表面電阻率(surface resistance)在約 10 至 1000歐姆/平方(ohm/square)之間；或者，金屬奈米線層140A的可見光(例如波長介於約400nm-700nm)的光穿透率(Transmission)大於約 85％，且表面電阻率(surface resistance)在約50 至 500歐姆/平方(ohm/square)之間。

在一實施例中，還具有標記150設置於基板110的周邊區PA，請參考第1圖及第3A圖。同於周邊線路120，標記150也是通過金屬奈米線層140A與導電層120A的一次性蝕刻所製作，故標記150包括導電層120A及位於導電層120A與基板110之間的金屬奈米線層140A。此外，構成標記150的金屬奈米線層140A與導電層120A具有相同或近似的圖樣與尺寸，如均為半徑相同或近似的圓形、邊長相同或近似的四邊形等，或其他相同或近似的十字形、L形、T形等的圖樣。標記150可以廣泛的被解讀為不具有電性功能的圖樣，例如標記150可以是任何在制程中所需的檢查記號、圖樣或標號，均為本發明保護的範疇；且標記150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，但不以此為限。在一實施例中，構成標記150的上下兩層結構與周邊線路120的上下兩層結構具有非導電區域136，具體可參照前文。

在一實施例中，可設置一底塗層(overcoat，圖未示)於金屬奈米線層140A上，再經過固化，使底塗層與金屬奈米線層140A構成複合結構層。在一實施例中，可將聚合物或其混和物以塗布方法成型於金屬奈米線層140A上，所述的聚合物會滲入金屬奈米線140之間而形成填充物，並施以固化步驟以形成底塗層或基質層，換句話說，金屬奈米線140可視為嵌入底塗層之中。在一具體實施例，固化步驟可為：利用加熱烘烤的方式(溫度在約60℃到約150℃)將上述聚合物或其混和物形成底塗層於金屬奈米線層140A上。本發明並不限定底塗層與金屬奈米線層140A之間的實體結構，例如底塗層與金屬奈米線層140A可為兩層結構的堆疊，或者底塗層與金屬奈米線層140A可相互組合而形成一複合層。在以下說明內容中，金屬奈米線140為嵌入底塗層之中而形成複合型態，並在後續的制程中被圖案化。

在具有底塗層的實施結構中，前述蝕刻液對金屬奈米線與底塗層材料具有高的蝕刻選擇比，例如對金屬奈米線的蝕刻速率與對底塗層材料的蝕刻速率比值約為10以上、或為50以上、或介於100~500之間。因此，在周邊區PA中經過蝕刻所製作的非導電區域136是由導電層120A的非導電材料(如上述樹脂基體)與未被移除的底塗層材料所構成；而在顯示區VA中經過蝕刻所製作的非導電區域136是由未被移除的底塗層材料所構成。換句話說，由於金屬奈米線140被完全蝕刻，故分佈於非導電區域136的奈米線濃度為零。值得說明的是，由於非導電區域136的形成涉及漿料塗布、固化、蝕刻等步驟，因此在組成或結構上在定量分析上會有難度，也就是說，非導電區域136實質由導電層120A的非導電材料與未被蝕刻移除的底塗層所構成，但也不排除其他殘留的材料，如空氣、金屬奈米線漿料中的樹脂等非導電組分等等；然而，在定性上，非導電區域136的電阻可達到導電區(即非蝕刻區)的電阻的10倍、100倍或1000倍以上，就可以達到圖案化的要求。

在另一實施例中，上述蝕刻液並不會完全移除非導電區域136的金屬奈米線140，換句話說，非導電區域136中殘留有金屬奈米線140，但所殘留金屬奈米線140的濃度低於滲透臨限值(percolation threshold)。含金屬奈米線140的結構層的導電度可能由以下因素控制：a)單一金屬奈米線140的導電度、b)金屬奈米線140的數目、及c)金屬奈米線140之間的連通性(又稱接觸性)；若金屬奈米線140的濃度低於滲透臨限值(percolation threshold)，由於金屬奈米線140之間的間隔太遠，因此非導電區域136整體導電度甚低，或是為零(或者具有高電阻)，意即金屬奈米線140在結構層中並未提供連續電流路徑，而無法形成導電網路(conductive network)，也就是說金屬奈米線140在非導電區域136中所形成的是非導電網路(non-conductive network)。在一實施例中，一個區域或一個結構層的片電阻在以下範圍中即可被認定為非導電：片電阻高於108歐姆/平方 (ohm/square)，或高於104歐姆/平方(ohm/square)，或高於3000歐姆/平方(ohm/square)，或高於1000歐姆/平方(ohm/square)，或高於350歐姆/平方(ohm/square)，或高於100歐姆/平方(ohm/square)。換句話說，本實施例中在周邊區PA中經過蝕刻所製作的非導電區域136是由導電層120A的非導電材料(如上述樹脂基體)、底塗層材料及濃度低於滲透臨限值的金屬奈米線140所構成；相似的，在顯示區VA中經過蝕刻所製作的非導電區域136是由底塗層材料與濃度低於滲透臨限值的金屬奈米線140所構成，以達成相鄰觸控感應電極TE之間的絕緣。同於前述，非導電區域136並不限於內容所述的組成材料，只要在定性上非導電區域136的電阻可達到其他導電區的電阻的10倍、100倍或1000倍以上，就可以達到圖案化的要求。

請參考第4A圖及第4B圖，其顯示另一實施例的觸控面板100，第4A圖及第4B圖可對應參考第3A圖及第3B圖的說明，而本實施例與前述實施例的差異至少在於導電層120A是設置於金屬奈米線層140A與基板110之間。同前述實施例，位於顯示區VA的金屬奈米線層140A可進行圖案化以形成觸控感應電極TE，並同時針對位於周邊區PA的導電層120A與金屬奈米線層140A進行圖案化以形成周邊線路120，而周邊區PA的非導電區域136則至少為導電層120A的非導電材料(如上述樹脂基體)所構成。

根據本發明的一些實施方式。另提出一種雙面式觸控面板(如第5圖)，其製作方法可為，在基板110的第一表面(如上表面)及第二表面(如下表面)上分別製作金屬奈米線層140A及導電層120A，此步驟可參考前文，在此不予贅述。

接著，進行圖案化步驟。本實施例的圖案化步驟具體可包括以下步驟：先將感光材料(例如光阻)進行曝光/顯影(例如上述的雙面黃光制程)定義出位於周邊區PA的周邊線路120的圖案；接著，利用可同時蝕刻金屬奈米線層140A與導電層120A的蝕刻液進行蝕刻(可參考前文蝕刻液組成及相關說明)，以在顯示區VA上製作出由金屬奈米線層140A所構成的第一觸控感應電極TE1及第二觸控感應電極TE2；並在周邊區PA上製作出由金屬奈米線層140A與導電層120A所構成的周邊線路120，相鄰周邊線路120之間具有非導電區域136，其至少為導電層120A的非導電材料(如上述樹脂基體)所構成，以電性阻絕相鄰周邊線路120進而避免短路。以上步驟均可參考前文，在此不再贅述。

第一觸控感應電極TE1及第二觸控感應電極TE2在結構上相互交錯，兩者可組成觸控感應電極TE，以用感應觸碰或控制手勢等。

如第5圖，本發明實施例的觸控面板100，其包含基板110、可包括在基板110的上下表面所形成的觸控感應電極TE(即金屬奈米線140所形成的第一觸控感應電極TE1及第二觸控感應電極TE2)及在基板110的上下表面所形成的周邊線路120。如第5A圖，從基板110的上表面看，顯示區VA的第一觸控感應電極TE1與周邊區PA之周邊線路120會彼此電性連接以傳遞信號；類似的，如第5B圖，從基板110的下表面看，顯示區VA的第二觸控感應電極TE2與周邊區PA之周邊線路120會彼此電性連接以傳遞信號。周邊線路120由導電層120A與金屬奈米線層140A所組成，相鄰周邊線路120之間具有非導電區域136，其至少為導電層120A的非導電材料(如上述樹脂基體)所構成，以電性阻絕相鄰周邊線路120進而避免短路，非導電區域136的具體形態可參照前文，在此不再贅述。

在一實施例中，可將雙面結構中的導電層120A設置於金屬奈米線層140A與基板110之間。同前述實施例，位於顯示區VA的金屬奈米線層140A可進行圖案化以形成第一及第二觸控感應電極TE1/TE2，並同時針對位於周邊區PA的導電層120A與金屬奈米線層140A進行圖案化以形成周邊線路120，而周邊區PA的非導電區域136則至少為導電層120A的非導電材料(如上述樹脂基體)所構成。

根據本發明的一些實施方式另提出一種雙面觸控面板，其製作方法可為將兩組單面式的觸控面板以同方向或反方向迭合所形成。以反方向迭合為例說明，可將第一組單面式的觸控面板的觸控電極朝上設置(例如最接近使用者，但不以此為限)，第二組單面式的觸控面板的觸控電極則朝下設置(例如最遠離使用者，但不以此為限)，而以光學膠或其他類似黏合劑將兩組觸控面板的基板組裝固定，藉以組成雙面型態的觸控面板。

較佳地，前述實施例所形成的金屬奈米線140可進一步進行後處理以提高其導電度，此後處理可為包括如加熱、電漿、電暈放電、UV臭氧或壓力之過程步驟。例如，在固化形成金屬奈米線層140A的步驟後，可利用滾輪施加壓力於其上，在一實施例中，可通過一或多個滾輪向金屬奈米線層140A施加50至3400 psi的壓力，較佳為可施加100至1000 psi、200至800 psi或300至500 psi的壓力。在部分實施例中，可同時進行加熱與壓力的後處理；換句話說，所形成的金屬奈米線140可經由如上文所述的一或多個滾輪施加壓力，並同時加熱，例如由滾輪施加的壓力為10至500 psi，較佳為40至100 psi；同時將滾輪加熱至約70℃與200℃之間，較佳至約100℃與175℃之間，其可提高金屬奈米線層140A的導電度。在部分實施方式中，金屬奈米線140較佳的可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140較佳的可暴露於銀還原劑中進行後處理，銀還原劑包括硼氫化物，如硼氫化鈉；硼氮化合物，如二甲基胺基硼烷(DMAB)；或氣體還原劑，諸如氫氣(H₂ )。而所述的暴露時間約10秒至約30分鐘，較佳約1分鐘至約10分鐘。而上述施加壓力的步驟可依實際的需求實施在適當的步驟中。

本發明實施例的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，如可將基板110貼合於顯示元件，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；而觸控感應電極TE上同樣可利用光學膠與外蓋層(如保護玻璃)進行貼合。本發明實施例的觸控面板可應用於可攜式電話、平板電腦、筆記型電腦等等電子設備。

本發明的不同實施例的結構、材料、制程可相互引用，並不為上述各具體實施方式的限制。

本發明的部分實施方式中，在周邊區的導電層可直接與金屬奈米線層直接接觸而形成周邊線路，因此，整體來說，由於金屬奈米線層中的金屬奈米線與周邊線路會形成一種直接接觸且低阻抗的信號傳遞路徑，其用於傳輸觸控感應電極與外部控制器之間的控制信號及觸控感應信號，而由於其低阻抗的特性，實有助於降低信號傳輸的耗損，從而解決傳統結構中接觸阻抗過高的問題。

本發明的部分實施方式中，蝕刻後可保留非導電材料(如有機樹脂等)於蝕刻區，可達到較有小的解析度及量產優勢。本發明可避免使用雷射技術，以減少制程時間(減少制程時間約25%-35%)，大幅提升生產效率。

本發明的部分實施方式中，周邊線路的複合結構層能在單一次的蝕刻制程中形成，故應用於觸控面板的製造，可簡化周邊線路的圖案化制程，進而具備制程簡單、快速、低製造成本之效。

本發明的部分實施方式中，周邊線路的複合結構層能在單一次的蝕刻制程中形成，故可降低制程中所需的對位次數，進而避免對位元步驟中產生的錯誤，以提升制程良率。

本發明的部分實施方式中，周邊線路的複合結構層能在單一次的蝕刻制程中形成，故可節省制程中所預留的對位誤差空間，故可有效降低周邊區的寬度。

本發明的部分實施方式中，所述的制程可結合卷對卷生產技術，進行連續式、大量批次進行單面/雙面電極結構的觸控面板的製作。

雖然本發明已以多種實施方式公開如上，然其並非用以限定本發明，本領域技術人員，在不脫離本發明的精神和範圍內，作出各種變化與潤飾均屬於本發明保護的範圍。

100:觸控面板 110:基板 120:周邊線路 120A:導電層 136:非導電區域 140:金屬奈米線 140A:金屬奈米線層 150:標記 D1:第一方向 D2:第二方向 PA:周邊區 VA:顯示區 TE:觸控感應電極 TE1:第一觸控感應電極 TE2:第二觸控感應電極 A-A, B-B:線

第1圖為根據本發明的部分實施方式的觸控面板的示意圖。第2圖為根據本發明的部分實施方式的在基板上製作金屬奈米線層與導電層的示意圖。第3A圖為沿第1圖的線A-A的剖面示意圖。第3B圖為沿第1圖的線B-B的剖面示意圖。第4A圖及第4B圖為對應第3A圖及第3B圖的變化實施例。第5圖為根據本發明的部分實施方式的觸控面板的示意圖。第5A圖為沿第5圖的線A-A的剖面示意圖。第5B圖為沿第5圖的線B-B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

120:周邊線路

136:非導電區域

150:標記

140A:金屬奈米線層

D1:第一方向

D2:第二方向

PA:周邊區

VA:顯示區

TE:觸控感應電極

A-A,B-B:線

Claims

一種觸控面板，包括：一基板，其中該基板具有一顯示區與一周邊區；一觸控感應電極，設置於該基板的該顯示區；一周邊線路，設置於該基板的該周邊區，該觸控感應電極電性連接該周邊線路；以及一觸控感應電極層包括圖案化後的一金屬奈米線層的一第一部分，該周邊線路包括圖案化後的一導電層及該金屬奈米線層的一第二部分，該導電層至少包括導電填料粒子與非導電材料，該周邊線路與另一周邊線路之間至少具有未被移除的該導電層中的該非導電材料。
如請求項1所述之觸控面板，還包括一設置於該金屬奈米線層上的底塗層。
如請求項2所述之觸控面板，其中該周邊線路與該另一周邊線路之間具有一非導電區域，該非導電區域中具有未被移除的該導電層中的該非導電材料及未被移除的該底塗層。
如請求項2所述的觸控面板，其中該觸控感應電極與另一觸控感應電極之間具有一非導電區域，該非導電區域中具有未被移除的該底塗層。
如請求項1所述的觸控面板，該導電層是由包括該導電填料粒子與該非導電材料的導電漿料經固化而成。
如請求項1所述的觸控面板，其中該周邊線路是由該導電層及位於該導電層與該基板之間的該第二部分所構成，或者該周邊線路是由該第二部分及位於該第二部分與該基板之間的該導電層所構成。
如請求項1所述的觸控面板，該觸控感應電極層包括一設置於該基板的上表面的第一觸控感應電極及一設置於該基板的下表面的第二觸控感應電極。
一種觸控面板的製作方法，包括：提供一基板，該基板具有一顯示區與一周邊區；設置由金屬奈米線所組成的一金屬奈米線層及設置一導電層於該基板上，該金屬奈米線層的一第一部份位於該顯示區，該金屬奈米線層的一第二部份位於該周邊區，該導電層位於該周邊區且至少包括導電填料粒子與非導電材料；以及進行圖案化步驟，包括：圖案化該第一部份以形成一觸控感應電極，並同時圖案化位於該周邊區的該導電層與該第二部份以形成一周邊線路，該周邊線路與另一周邊線路之間至少具有未被移除的該導電層中的該非導電材料。
如請求項8所述的觸控面板的製作方法，該設置該導電層於該基板上包括塗布具有該導電填料粒子與該非導電材料的導電漿料於該基板上，再施以固化。
如請求項8所述的觸控面板的製作方法，該進行圖案化步驟包括同時施用一蝕刻液於該導電層與該金屬奈米線層，該蝕刻液對該導電填料粒子的蝕刻速率與對該非導電材料的蝕刻速率比值為10以上。
如請求項10所述的觸控面板的製作方法，該蝕刻液包括0.01wt%至80wt%金屬蝕刻劑及20wt%至99.9wt%溶劑。
如請求項11所述的觸控面板的製作方法，該金屬蝕刻劑包括(1)次氯酸、高錳酸、高氯酸、重鉻酸、上述酸的鹽類或其組合；(2)含金屬鹽類；(3)過氧化物、過氧化物與酸的混合物、過氧化物與螯合劑的混合物。
如請求項11所述的觸控面板的製作方法，該蝕刻液還包括0.1wt%至20wt%添加劑。
如請求項8所述的觸控面板的製作方法，該設置由金屬奈米線所組成的該金屬奈米線層及設置該導電層於該基板上包括：設置該金屬奈米線層於該基板上；設置該導電層於該金屬奈米線層上；以及移除位於該顯示區上的該導電層。
如請求項8所述的觸控面板的製作方法，該設置由金屬奈米線所組成的該金屬奈米線層及設置該導電層於該基板上包括：設置該金屬奈米線層於該基板上；塗布具有該導電填料粒子與該非導電材料的導電漿料於該金屬奈米線層上，並使該導電漿料位於該周邊區；以及固化該導電漿料以形成該導電層。
如請求項8所述的觸控面板的製作方法，該設置由金屬奈米線所組成的該金屬奈米線層及設置該導電層於該基板上包括：塗布具有該導電填料粒子與該非導電材料的導電漿料於該基板上，並使該導電漿料位於該周邊區；固化該導電漿料以形成該導電層；以及設置該金屬奈米線層於該導電層與該基板上。
如請求項8所述的觸控面板的製作方法，還包括設置一底塗層於該金屬奈米線層上。
如請求項17所述的觸控面板的製作方法，其中該周邊線路與該另一周邊線路之間具有一非導電區域，該非導電區域中具有未被移除的該導電層中的該非導電材料及未被移除的該底塗層。
如請求項17所述的觸控面板的製作方法，其中該觸控感應電極與另一觸控感應電極之間具有一非導電區域，該非導電區域中具有未被移除的該底塗層。