TWI805172B - 觸控感應器 - Google Patents
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Abstract
一種觸控感應器包括基板、多條感應通道及保護層。多條感應通道彼此間隔地設置於基板的表面,且任一條感應通道包括電極部及電性連接電極部的銀線部。保護層設置在基板上,並覆蓋及包覆感應通道。觸控感應器在35℃的環境溫度以質量百分濃度為5%的氯化鈉溶液進行沉降量為1mL/H至2mL/H的鹽霧測試48小時後,任一條感應通道的阻值變化率小於等於10%,並且多條感應通道之間的阻值分佈差異性小於等於10%。
Description
本揭露是有關於一種觸控感應器。
對於金屬材料而言,鹽霧腐蝕是一種常見且具有破壞性的大氣腐蝕,鹽霧中的氯離子可穿透金屬材料表面的氧化層,進而與內部金屬發生電化學反應,導致金屬材料產生缺陷。因此,許多電子產品在生產後往往需經過鹽霧測試,以檢測電子產品對鹽霧的耐腐蝕能力。
一般而言,通常僅以肉眼檢查外觀的方式來判斷電子產品是否通過鹽霧測試,例如對於觸控感應器而言,通常是透過肉眼觀察其電極及線路等金屬元件在表面上是否產生痕跡、變色等變化情形。然而,在越來越高的品質標準要求下,傳統的外觀檢測已無法精確地判斷鹽霧測試是否已對金屬元件造成損害,往往檢測結果會有失真的情況而造成產品品質下降。因此,提供一種可確保經鹽霧測試後仍能提供正常運作功能的觸控感測器是本領域值得研究的方向。
根據本揭露一些實施方式,一種觸控感應器包括基板、多條感應通道以及保護層。多條感應通道彼此間隔地設置於基板的表面,且任一條感應通道包括電極部及電性連接電極部的銀線部。保護層設置在基板上,並覆蓋及包覆感應通道。觸控感應器在35℃的環境溫度以質量百分濃度為5%的氯化鈉溶液進行沉降量為1mL/H至2mL/H的鹽霧測試48小時後,任一條感應通道的阻值變化率小於等於10%,並且多條感應通道之間的阻值分佈差異性小於等於10%。
在一些實施方式中,保護層直接接觸基板的承載面及銀線部的頂面,並且保護層包含遠離基板的上表面,其中保護層的上表面與銀線部的頂面之間的垂直距離大於等於銀線部的厚度的20%。
在一些實施方式中,保護層的上表面與銀線部的頂面之間的垂直距離及銀線部的頂面與基板的承載面之間的垂直距離的總和小於等於12μm。
在一些實施方式中,銀線部的厚度大於等於1μm且小於等於9μm。
在一些實施方式中,保護層的水氣穿透率大於等於400g/(m
2×day)且小於等於1500g/(m
2×day)。
在一些實施方式中,電極部係包括基質以及摻雜於基質中的複數條金屬奈米線的金屬奈米線電極部。
在一些實施方式中,感應通道的至少任一者更包括金屬奈米線引線部,與銀線部疊層設置,且位於銀線部與基板之間,並與金屬奈米線電極部相連且共平面設置,且金屬奈米線引線部與銀線部至少構成觸控感應器的周邊引線。
在一些實施方式中,保護層直接接觸基板的承載面及銀線部的頂面,並且保護層包含遠離基板的上表面,其中保護層的上表面與銀線部的頂面之間的垂直距離大於等於銀線部的厚度的20%,且保護層的上表面與銀線部的頂面之間的垂直距離及銀線部的頂面與基板的承載面之間的垂直距離的總和小於等於12μm。
在一些實施方式中,電極部具有網格狀圖案,且電極部與銀線部共平面設置。
在一些實施方式中,電極部至少構成觸控感應器的觸控電極,且銀線部至少構成觸控感應器的周邊引線。
根據本揭露上述實施方式,本揭露的觸控感應器在經過48小時的鹽霧測試後,其任一條感應通道的阻值變化率低,且感應通道之間的阻值分佈差異性低,具有本揭露所限定的電性規格,可見由相對於外觀檢測更為嚴苛且精確的電性測試來看,本揭露的觸控感應器更可確保在經鹽霧測試後仍能提供正常運作功能。
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,這些實務上的細節並不應用以限制本揭露。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,諸如「下」和「上」的相對術語可在本文中用於描述一個元件與另一個元件的關係,如圖式中所示。應當理解,相對術語旨在包含除了圖中所示的方位之外的裝置的不同方位。
請參閱第1圖,其繪示根據本揭露一些實施方式之觸控感應器100的局部剖面示意圖。觸控感應器100包括基板110、複數條感應通道120(在第1圖中僅繪示一條感應通道120的一部分)及保護層130。在一些實施方式中,觸控感應器100具有可視區VA及周邊區PA,且周邊區PA至少設置於可視區VA的一側。基板110配置以承載感應通道120及保護層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,基板110可以是經表面處理或塗佈有不同功能需求(如光學、可靠性)的塗層(圖未示),在本揭露中,這些額外的表面處理層或塗層都是概括在基板110此一元件的範疇。
複數條感應通道120彼此間隔地設置於基板110的承載面111,且單一條感應通道120由可視區VA延伸至周邊區PA,以形成橫跨可視區VA及周邊區PA的電子傳遞路徑。具體而言,單一條感應通道120包括電極部120a以及銀線部120b,其中電極部120a位於可視區VA且部分延伸至周邊區PA,並配置以實現觸控功能,而銀線部120b位於周邊區PA且電性連接電極部120a,並配置以將訊號傳遞至例如是外部控制器的電子元件。換句話說,電極部120a至少可構成觸控感應器100的觸控電極,而銀線部120b至少可構成觸控感應器100的周邊引線。在第1圖的實施方式中,電極部120a與銀線部120b之間的電性連接是透過使部分的銀線部120b覆蓋上述延伸至周邊區PA的電極部120a來實現的,也就是說,電極部120a與銀線部120b是在觸控感應器100的周邊區PA相互搭接以彼此電性連接。
電極部120a可具有多種配置方式及材料選擇,使觸控感應器100可具有多元且廣泛的應用性。在一些實施方式中,電極部120a相對於基板110可以是採用單面單層、雙面單層、單面雙層或單面架橋式電極結構來配置。在第1圖的實施方式中,電極部120a是舉例以單層結構配置在基板110的單面,其中多條電極部120a採用非交錯式的方式排列,例如電極部120a可以是沿第一方向D1延伸,並沿第二方向D2間隔排列的長條型電極,其中第一方向D1可與第二方向D2相互垂直。在一些實施方式中,電極部120a可例如是金屬奈米線電極部、金屬電極部或金屬氧化物電極部。具體而言,金屬奈米線電極部可包括基質及摻雜於基質中的多條金屬奈米線,其中基質可包括例如是聚丙烯酸酯、環氧樹脂、聚矽氧、聚矽烷、聚(矽-丙烯酸)、聚胺基甲酸酯的聚合物或其混合物,而金屬奈米線可包括奈米銀線、奈米金線、奈米銅線、奈米鎳線或其組合;金屬電極部可包括銀金屬、銅金屬,並且當電極部120a是金屬電極部時,電極部120a可進一步具有特殊的圖案設計,例如由複數條金屬細線交錯而成的網格狀圖案,藉以降低可視性,且電極部120a可與銀線部120b共平面設置(未繪示於圖中);金屬氧化物電極部可包括氧化銦錫、氧化銦鋅、氧化鎘錫或摻鋁氧化鋅或其組合。在以下的各實施方式中,電極部120a都是以金屬奈米線電極部來舉例說明。
銀線部120b包括銀金屬。銀線部120b可透過網版印刷(網印)的方式成型於基板110的承載面111上及延伸至周邊區PA的至少部分的電極部120a上,並於成型後具有一頂面121b(亦即,銀線部120b遠離於/背對於基板110的表面)。詳細而言,可將含有銀漿的溶液以網版印刷的方式形成於基板110上,並加以固化/乾燥使溶液中的溶劑揮發,以於周邊區PA整面地形成銀層,再接著對銀層進行圖案化製程,以形成位於周邊區PA的銀線部120b。
保護層130整面地設置在基板110上,覆蓋範圍包含可視區VA及周邊區PA,以在基板110上覆蓋及包覆每一條感應通道120,也就是說,保護層130覆蓋及包覆每一條電極部120a及每一條銀線部120b。在一些實施方式中,保護層130的材料可為例如是壓克力系材料、含氟壓克力系材料、環氧樹脂或其組合的絕緣材料,其中壓克力系材料舉例來說可以是聚甲基丙烯酸甲酯(poly(methylmethacrylate),PMMA)。保護層130可保護感應通道120免於受到水氣侵蝕,使本揭露的觸控感應器100在35℃的環境溫度以質量百分濃度(wt%)為5%且pH值為6.5~7.2的氯化鈉溶液進行沉降量為1mL/H至2mL/H的鹽霧測試48小時後(關於鹽霧測試的具體操作手法,請參考標準方法GB/T2423.17:2008《電工電子產品環境測試第二部分:試驗方法Ka:鹽霧》中的內容),其電性規格至少滿足式(1)及式(2)的關係:
(R
T48-R
T0)/R
T0≦10%─式(1),
(R
MAX-R
MIN)/(R
MAX+R
MIN)≦10%─式(2)。
在式(1)中,R
T0為觸控感應器100之任一條感應通道120在進行鹽霧測試前的阻值,而R
T48為該同一條感應通道120在經過48小時的鹽霧測試後的阻值。換句話說,式(1)的關係式代表觸控感應器100在經過48小時的鹽霧測試後,任一條感應通道120的阻值變化率小於等於10%。在式(2)中,R
MAX為觸控感應器100的所有感應通道120在經過48小時的鹽霧測試後具有最大阻值者的阻值,而R
MIN為觸控感應器100的所有感應通道120在經過48小時的鹽霧測試後具有最小阻值者的阻值。換句話說,式(2)的關係式代表觸控感應器100在經過48小時的鹽霧測試後,所有感應通道120之間的阻值分佈差異性小於等於10%。應瞭解到,本揭露中的「感應通道120之間的阻值分佈差異性」是代表「感應通道120之間的阻值差異程度」,而當感應通道120之間的阻值分佈差異性越小,代表所有感應通道120的阻值高低分佈範圍越小,也就是所有感應通道120的阻值高低越接近。基於滿足上述電性規格,本揭露所提供的觸控感應器100在經鹽霧測試後,不管銀線部120b的頂面121b的外觀表面是否有產生痕跡或顏色上的變化,都能確保可以提供正常的觸控運作功能。
進一步補充有關於感應通道120之阻值的具體量測方法。請同時參閱第2圖,其繪示根據本揭露一些實施方式之感應通道120的阻值量測示意圖。在此量測方法中,量測設備是採用Fluke萬用表(型號:F287C)搭配兩探針,並在常溫環境下進行量測。具體的量測方法包括以下步驟:第一步驟:將量測設備的電源開啟,將量測設備切換至電阻檔位。第二步驟:將兩根探針相互接觸以校正歸零。第三步驟:將校正後的一探針接觸感應通道120之電極部120a的末端的任一位置P1,並將校正後的另一探針接觸與同一條感應通道120之銀線部120b的末端(通常設計為一導電墊150)的任一位置P2,以量測整條感應通道120的阻值。第四步驟:重複進行3次第三步驟,計算3次量測所得到之三個阻值的平均值,並以該平均值作為該感應通道120的阻值。經上述步驟後,便可得到式(1)的阻值R
T0。接著,在將觸控感應器100進行前述條件的鹽霧測試48小時後,將觸控感應器100移出鹽霧測試環境並於常溫環境下針對量測阻值R
T0時的同一條感應通道120進行上述第一步驟至第四步驟的操作,藉以得到式(1)的阻值R
T48。此外,同樣是在觸控感應器100經歷鹽霧測試48小時後,且將觸控感應器100移出鹽霧測試環境並且於常溫環境的情況下,針對所有感應通道120進行上述第一步驟至第四步驟的操作,藉以得到式(2)的阻值R
MAX及阻值R
MIN。
在一些實施方式中,觸控感應器100的電性規格可進一步滿足「相鄰的兩感應通道120之間的絕緣阻抗大於等於100MΩ」的條件,以確保相鄰的感應通道120之間未發生短路。針對絕緣阻抗的量測方法,其可包括依序進行上述第一步驟及第二步驟,並在完成第二步驟後,將校正後的一根探針接觸任一條觸感應通道120的任一位置P3,並將校正後的另一根探針接觸相鄰的感應通道120的任一位置P4,以量測相鄰的兩感應通道120之間的絕緣阻抗。
以下則是進一步說明觸控感應器100的保護層130及銀線部120b之間的具體設計。保護層130是直接接觸基板110的承載面111以及銀線部120b的頂面121b,並具有遠離/背對基板110的一上表面131。透過保護層130的上表面131至銀線部120b的頂面121b的垂直距離d2(即,覆蓋於銀線部120b正上方之保護層130的厚度T2)與銀線部120b的頂面121b至基板110的承載面111的垂直距離d1(即,銀線部120b的厚度T1)之間的特殊關係的設計及保護層130之材料特性的設計,來確保並實現本揭露的觸控感應器100在經過48小時的鹽霧測試後,可通過相對於外觀檢測更為嚴苛且精確的電性測試。在以下敘述中,將依序針對「保護層130的厚度T2與銀線部120b的厚度T1之間的特殊關係」以及「保護層130的材料特性」進行說明。
首先,針對「保護層130的厚度T2與銀線部120b的厚度T1之間的特殊關係」而言,一般來說,當覆蓋於銀線部120b上之保護層130的厚度T2越大,保護層130對於銀線部120b的保護能力越強,也就是說,當保護層130的厚度T2增加,對於觸控感應器100在經過鹽霧測試後通過電性測試的機率具有正向的影響。然而,若保護層130的厚度T2過大,相對也會對觸控感應器100的光學性質造成不利的影響,並且會使觸控感應器100的彎折性受到限制,還會導致成本增加。在綜合考量以上因素之後,將本揭露之保護層130的厚度T2與銀線部120b的厚度T1設計為滿足式(3)及式(4)的關係:
T2≧T1×20%─式(3),
T1+T2≦12µm─式(4)。
在式(3)以及式(4)中,T1代表銀線部120b的厚度,而T2代表覆蓋於銀線部120b上之保護層130的厚度。換句話說,式(3)的關係式代表覆蓋於銀線部120b上之保護層130的厚度T2大於等於銀線部120b的厚度T1的20%,也就是說,保護層130的上表面131與銀線部120b的頂面121b之間的垂直距離d2大於等於銀線部120b的厚度T1的20%;而式(4) 的關係式代表銀線部120b的厚度T1及覆蓋於銀線部120b上之保護層130的厚度T2的總和是小於等於12μm,也就是說,保護層130的上表面131與銀線部120b的頂面121b之間的垂直距離d2及銀線部120b的頂面121b與基板110的承載面111之間的垂直距離d1的總和小於等於12μm。由於保護層130的厚度T2與銀線部120b的厚度T1之間存在式(3)及式(4)的關係,因此觸控感應器100得以兼顧其在電性、信賴性、光學及結構(例如,彎折性)方面的需求。
在一些實施方式中,保護層130可透過網版印刷的方式成型於基板110上,基於單次網版印刷所能夠形成之保護層130的總厚度極限,本揭露是控制銀線部120b的厚度T1與覆蓋於銀線部120b上之保護層130的厚度T2的總和小於等於12μm。藉此,可在僅進行一次保護層130的網版印刷製程以及兼顧成本考量的前提下,使觸控感應器100得以兼顧其在電性、信賴性、光學及結構(例如,彎折性)方面的需求。舉例來說,單次網版印刷可在銀線部120b上形成約6μm至8μm之厚度的絕緣材料,而未完全固化(未完全定型)的絕緣材料會部分順勢流動至相鄰的銀線部120b之間的間隔中,如此控制最終固化成型且覆蓋於銀線部120b上之保護層130的厚度T2與銀線部120b的厚度T1的總和(即厚度T1+厚度T2)是小於等於12μm。換言之,在要能符合電性及信賴性的需求條件下,若厚度T1+厚度T2的總和設計大於12μm,則勢必就是需要進行多次網版印刷,如此將導致成本增加及觸控感應器100的整體厚度增加,進而無法兼顧本揭露前述的各項需求。補充說明的是,本領域具有通常知識者可以了解,用來控制網版印刷的厚度的調整方向可例如包括網版印刷的速度、網版目數、網版下壓量等製程參數。
再補充說明的是,銀線部120b在網版印刷的過程中,銀漿難免會在網版離開時被網版帶起,導致成型後之銀線部120b的頂面121b會略為呈現凹凸不平具起伏狀的態樣,因此以微觀來看,銀線部120b的頂面121b通常是一非平坦的表面(如第1圖的局部放大區塊所示)。在本揭露中,銀線部120b之頂面121b的凹凸程度可透過「表面均勻性分佈(Uniform Percentage,以符號U(%)表示,單位為%)」來進一步量化。更具體而言,銀線部120b之頂面121b的表面均勻性分佈可由式(5)來定義:
U(%)=[(D
MAX-D
MIN)/(D
MAX+D
MIN)]─式(5)。
在式(5)中,D
MAX代表在選定任一銀線部120b之頂面121b後,以光學顯微鏡在物鏡10倍及目鏡10倍的觀測範圍內隨機選取的4個點中的最高點A與基板110的承載面111之間的垂直距離;而D
MIN代表在上述選取的該4個點中的最低點B與基板110的承載面111之間的垂直距離。當銀線部120b之頂面121b的凹凸程度經式(5)量化後,較佳是要控制在其表面均勻性分佈是大於等於10%且小於等於30%。當表面均勻性分佈的值越大,代表銀線部120b之頂面121b的各個點之間的高度差異越大(即起伏程度越大),也就代表銀線部120b之頂面121b的凹凸程度越顯著而越不平滑。本揭露將銀線部120b之頂面121b的表面均勻性分佈控制為落在上述合適的範圍中,因此更能減小銀線部120b之頂面121b的表面均勻性分佈對於本揭露在保護層130的厚度T2與銀線部120b的厚度T1之間關係設計的額外影響。
此外,對於網版印刷製程而言,銀漿的黏度會影響銀線部120b的厚度T1,間接也會影響銀線部120b之頂面121b的凹凸程度(表面均勻性分佈)。在一般情況下,當銀漿的黏度越高,透過網版印刷所形成之銀線部120b的厚度T1可以越大,線電阻值可以越小,但網版印刷對於銀漿的可控性也會越差,導致銀線部120b之頂面121b的表面均勻性分佈越差(越高)。本揭露所使用之銀漿的黏度可大於等於1000cp且小於等於100000cp。其中,當銀漿的黏度為1000cp時,銀線部120b可實作的厚度T1是大於等於1µm且小於等於2µm,並且銀線部120b之頂面121b的表面均勻性分佈可被控制在約10%;當銀漿的黏度為100000cp時,銀線部120b可實作的厚度T1是大於等於6µm且小於等於9µm,並且銀線部120b之頂面121b的表面均勻性分佈可被控制在約30%。換句話說,在考量信賴性及電性的情況下,本揭露的銀線部120b的厚度T1較佳是設計為大於等於1µm且小於等於9µm,如此可以使銀線部120b之頂面121b的表面均勻性分佈是大於等於10%且小於等於30%,藉此在銀線部120b能符合電性傳輸要求下,還能減小銀線部120b之頂面121b的表面均勻性分佈對於因信賴性需求所設計的保護層130的厚度T2與銀線部120b的厚度T1之間關係的額外影響。
上述對於表面均勻性分佈的補充主要是用來說明本揭露在式(3)及式(4)中對於厚度T1、T2的定義是存在銀線部120b之頂面121b的表面均勻性分佈的誤差範圍。此外,由於銀線部120b的厚度T1通常遠大於電極部120a的厚度T4(銀線部120b的厚度T1通常約為電極部120a的厚度T4的100倍),因此在銀線部120b與電極部120a的搭接(重疊)位置,電極部120a的厚度T4可忽略不計,也就是說,在實際量測上,電極部120a的厚度T4並不會對式(3)及式(4)的關係判讀造成影響。更詳細而言,在銀線部120b與電極部120a的搭接位置,銀線部120b的厚度T1可直接被視為銀線部120b的頂面121b與基板110的承載面111之間的垂直距離d1。
接著,針對「保護層130的材料特性」而言,保護層130的水氣穿透率會影響保護層130的阻水能力,進而影響保護層130對於銀線部120b的保護能力。一般而言,保護層130的水氣穿透率越低,保護層130的阻水能力越強,對於銀線部120b便可提供較強的保護能力。然而,保護層130的水氣穿透率越低,造成保護層130的固化程度高,如此將導致保護層130的硬度大而具有較差的彎折性,且保護層130的水氣穿透率越低,其價格越為昂貴,不利於降低成本。在綜合考量以上因素後,將本揭露之保護層130的水氣穿透率設計為大於等於400g/(m
2×day)且小於等於1500g/(m
2×day),如此保護層130在鹽霧測試的過程中不僅是透過結構(厚度關係)上的設計,更可搭配材料特性來進一步提供更好的保護效果,使得銀線部120b可免於受到水氣侵蝕,且可兼顧觸控感應器100的彎折性,並降低成本。此外,本實施方式的觸控感應器100的電極部120a如前述是例如採用金屬奈米線電極部時,具有上述水氣穿透率的保護層130可進一步有效阻隔水氣的影響,不會建構出便於離子遷移(Migration)的環境,避免電極部120a中的金屬奈米線發生離子遷移或減緩金屬奈米線發生離子遷移的時間,也有助於提升觸控感應器100的信賴性。
請參閱第3圖,其繪示根據本揭露另一些實施方式之觸控感應器100a的局部剖面示意圖。第3圖的實施方式與第1圖的實施方式的至少一差異在於:第3圖的觸控感應器100a的感應通道120更包括與銀線部120b疊層設置的金屬奈米線引線部120c,其中金屬奈米線引線部120c位於銀線部120b與基板110之間,且金屬奈米線引線部120c接觸銀線部120b。金屬奈米線引線部120c包括基質以及摻雜於基質中的複數個金屬奈米線。在一些實施方式中,當電極部120a為金屬奈米線電極部120a時,金屬奈米線引線部120c與金屬奈米線電極部120a彼此相連且一體成型並共平面設置。此外,金屬奈米線引線部120c與銀線部120b至少可構成觸控感應器100的周邊引線。基於上述,觸控感應器100的觸控電極與周邊引線之間可藉由金屬奈米線電極部120a與金屬奈米線引線部120c的一體成型而直接形成電性連接的設計,也就是金屬奈米線電極部120a與金屬奈米線引線部120c同屬於單一層金屬奈米線層的不同部分,使得觸控感應器100不需額外設計搭接結構來進行周邊引線與觸控電極的電性接觸,如此可省去搭接結構在周邊區PA所佔用的區域面積。
值得說明的是,由於金屬奈米線引線部120c的厚度T5與金屬奈米線電極部120a的厚度T4相同,也就是說,銀線部120b的厚度T1亦同樣遠大於金屬奈米線引線部120c的厚度T5,因此對於第3圖的實施方式而言,當在計算前述式(3)及式(4)的關係時,金屬奈米線引線部120c的厚度T5與金屬奈米線電極部120a的厚度T4皆可忽略不計。換句話說,銀線部120b的厚度T1可直接被視為銀線部120b的頂面121b與基板110的承載面111之間的垂直距離d1。
下文將參照各實施例及各比較例的觸控感應器更具體地驗證本揭露的特徵及功效。請參閱表一,其列舉出透過不同厚度T1的銀線部120b與不同厚度T2的保護層130相互搭配而形成的多個觸控感應器在經過48小時的鹽霧測試後所得到的電性測試結果。在表一中,各觸控感應器的疊構與第1圖的疊構相同,銀線部120b在厚度T1為1µm及2µm的實驗組是採用黏度為1000cp的銀漿材料,在厚度T1為3µm及4.5µm的實驗組是採用黏度為30000cp的銀漿材料,在厚度T1為6µm、7.5µm及9µm的實驗組是採用黏度為100000cp的銀漿材料,而保護層130則一致是採用水氣穿透率為1230g/(m
2×day)的PMMA。此外,表一中所呈現的電性測試結果是透過前述阻值的量測方法而得到的,且當電性測試結果以「通過」表示時,代表觸控感應器的電氣性能(電性規格)至少同時滿足前述式(1)及式(2)的關係,而當電性測試結果以「未通過」表示時,代表觸控感應器的電氣性能不滿足前述式(1)及式(2)的關係的至少一者。應瞭解到,在不逾越本揭露範疇的情況下,不應由表一的觸控感應器對本揭露作出限制性的解釋。
表一
鹽霧測試後的電性測試結果 | 覆蓋於銀線部上之保護層的厚度T2 (µm) | ||||||
0.5 | 1.0 | 1.5 | 2 | 2.5 | 3.0 | ||
銀線部的厚度T1 (µm) | 1.0 | 通過 | 通過 | 通過 | 通過 | 通過 | 通過 |
2.0 | |||||||
3.0 | 未通過 | ||||||
4.5 | |||||||
6.0 | 未通過 | ||||||
7.5 | |||||||
9.0 | 未通過 |
由表一的電性結果可知,當覆蓋於銀線部120b上之保護層130的厚度T2大於等於銀線部120b的厚度T1的20%時,並且銀線部120b的厚度T1與覆蓋於銀線部120b上之保護層130的厚度T2的總和小於等於12μm時(即,當保護層130的厚度T2與銀線部120b的厚度T1同時滿足前述式(3)及式(4)的關係時),觸控感應器在經過鹽霧測試後經電性量測確實可通過本揭露所限定的電性規格。由此可知,本揭露對於保護層130的厚度T2與銀線部120b的厚度T1之間的特殊關係的設計確實能確保觸控感應器在經鹽霧測試後仍能提供正常運作功能,有效提升觸控感應器的信賴性。
反觀第4圖,其呈現表一中當銀線部120b的厚度T1與保護層130的厚度T2未滿足式(3)的關係時,觸控感應器經過鹽霧測試後的掃描式電子顯微鏡(Scanning Electron Microscope,SEM)圖。更具體而言,在第4圖的觸控感應器中,銀線部120b的厚度T1為7.1µm,且保護層130的厚度T2為1.1µm。值得注意的是,在掃描式電子顯微鏡圖的尺度下可以看出雖然保護層130並未受到銀線部120b刺穿而缺損,且亦未見到銀線部120b由保護層130裸露出來的情形,但銀線部120b實際上已產生缺陷,可見在本領域中,單憑肉眼直接觀察並無法精確地判斷保護層130及銀線部120b在經鹽霧測試後是否產生變化以及具體變化的程度,且尤其銀線部120b又受到保護層130的覆蓋而更難從其外觀特徵來判斷結論。由此可證明,單純觀察外觀並無法有效判斷觸控感應器在經過鹽霧測試後是否仍具有完整的結構及符合電性規格的效能。
綜上所述,由於在本揭露的觸控感應器中,保護層的厚度與銀線部的厚度之間存在特殊關係,且保護層的材料特性(例如水氣透水率)亦經過適當的篩選與調整,因此有助於提升保護層對於銀線部的保護能力,避免銀線部受到水氣侵蝕而產生結構缺陷及電性失效的問題。本揭露透過對經鹽霧測試後的觸控感應器進行電性方面的測試,結果顯示本揭露的觸控感應器在經鹽霧測試後,任一條感應通道的阻值變化率低,且感應通道之間的阻值分佈差異性低,符合本揭露所限定的電性規格,可見由相對於外觀檢測更為嚴苛且精確的電性測試來看,本揭露的觸控感應器更可確保在經鹽霧測試後仍能提供正常運作功能抗。
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:觸控感應器
110:基板
111:承載面
120:感應通道
120a:電極部
120b:銀線部
120c:金屬奈米線引線部
121b:頂面
130:保護層
131:上表面
VA:可視區
PA:周邊區
T1,T2,T4,T5:厚度
d1,d2:垂直距離
A:最高點
B:最低點
P1,P2,P3,P4:位置
D1:第一方向
D2:第二方向
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1圖繪示根據本揭露一些實施方式之觸控感應器的局部剖面示意圖;
第2圖繪示根據本揭露一些實施方式之感應通道的阻值量測示意圖;
第3圖繪示根據本揭露另一些實施方式之觸控感應器的局部剖面示意圖;以及
第4圖呈現觸控感應器在經過鹽霧測試後的掃描式電子顯微鏡圖。
100:觸控感應器
110:基板
111:承載面
120:感應通道
120a:電極部
120b:銀線部
121b:頂面
130:保護層
131:上表面
VA:可視區
PA:周邊區
T1,T2,T4:厚度
d1,d2:垂直距離
A:最高點
B:最低點
D1:第一方向
D2:第二方向
Claims (9)
- 一種觸控感應器,包括:一基板;複數條感應通道,彼此間隔地設置於該基板的一表面,且該些感應通道的任一者包括:一電極部;以及一銀線部,電性連接該電極部;以及一保護層,設置在該基板上,並覆蓋及包覆該些感應通道,其中該保護層直接接觸該基板的一承載面及該銀線部的一頂面,該保護層包含遠離該基板的一上表面,且該保護層的該上表面與該銀線部的該頂面之間的垂直距離及該銀線部的該頂面與該基板的該承載面之間的垂直距離的總和小於等於12μm;其中,該觸控感應器在35℃的環境溫度以質量百分濃度為5%的氯化鈉溶液進行沉降量為1mL/H至2mL/H的鹽霧測試48小時後,該些感應通道的任一者的阻值變化率小於等於10%,並且該些感應通道之間的阻值分佈差異性小於等於10%。
- 如請求項1所述的觸控感應器,其中該保護層的該上表面與該銀線部的該頂面之間的垂直距離大於等於該銀線部的厚度的20%。
- 如請求項2所述的觸控感應器,其中該銀 線部的厚度大於等於1μm且小於等於9μm。
- 如請求項1所述的觸控感應器,其中該保護層的水氣穿透率大於等於400g/(m2×day)且小於等於1500g/(m2×day)。
- 如請求項1所述的觸控感應器,其中該電極部係包括一基質以及摻雜於該基質中的複數條金屬奈米線的金屬奈米線電極部。
- 如請求項5所述的觸控感應器,其中該些感應通道的至少任一者更包括:一金屬奈米線引線部,與該銀線部疊層設置,且位於該銀線部與該基板之間,並與該金屬奈米線電極部相連且共平面設置,且該金屬奈米線引線部與該銀線部至少構成該觸控感應器的一周邊引線。
- 如請求項6所述的觸控感應器,其中該保護層的該上表面與該銀線部的該頂面之間的垂直距離大於等於該銀線部的厚度的20%。
- 如請求項1所述的觸控感應器,其中該電極部具有網格狀圖案,且該電極部與該銀線部共平面設置。
- 如請求項1所述的觸控感應器,其中該電極部至少構成該觸控感應器的一觸控電極,且該銀線部至少構成該觸控感應器的一周邊引線。
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TW (1) | TWI805172B (zh) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWM599944U (zh) * | 2019-05-22 | 2020-08-11 | 英屬維京群島商天材創新材料科技股份有限公司 | 觸控面板 |
CN113613898A (zh) * | 2019-03-26 | 2021-11-05 | 富士胶片株式会社 | 银导电性材料保护膜用转印膜、带图案的银导电性材料的制造方法、层叠体及触摸面板 |
-
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- 2022-01-06 TW TW111100627A patent/TWI805172B/zh active
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