TWM469545U - 觸控電極結構 - Google Patents

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TWM469545U
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Description

觸控電極結構
本發明涉及觸控技術，特別是涉及一種觸控電極結構。
傳統的觸控電極結構製造工藝中，最主要的步驟包括電極結構的形成和綫路層的形成，在這兩個步驟中，分別需要用到用於定義電極圖形的掩膜和用於定義綫路層連接區域的掩膜。在傳統的製造工藝中，掩膜在完成以上制程步驟之後，一般都需要額外的步驟去除。
另一方面，為了使得觸控電極結構在應用於觸控顯示裝置時具有良好的視覺效果，在形成觸控感測電極結構之後，觸控電極結構上通常需要增加額外的光學層，以調節觸控裝置的顯示效果。
因此傳統的觸控電極結構製造工藝不但流程繁瑣，而且在顯示效果的調整方面需要付出額外的成本。
基於此，有必要提供一種觸控電極結構，其具有較少的工藝步驟且較好的視覺效果。
一種觸控電極結構，包括：一基板；一電極層，設置於該基板上，且該電極層分為一蝕刻區與一非蝕刻區，其中該非蝕刻區的電極層 包含：至少兩個以上的沿第一方向排列的第一電極塊，相鄰的該些第一電極塊通過第一導綫電性連接；至少兩個以上的沿第二方向排列的第二電極塊，所述第二電極塊分別設置於該第一導綫兩側；一第一防蝕刻光學層，設置於該非蝕刻區的電極層上，且該第一防蝕刻光學層對應於該些第二電極塊的位置形成有貫穿孔；一第二防蝕刻光學層，設置於該第一防蝕刻光學層與該基板上，且該第二防蝕刻光學層對應於該貫穿孔的位置形成有鏤空區域；一綫路層，設置於該第二防蝕刻光學層上，且該綫路層通過該鏤空區域及該貫穿孔電性連接相鄰的第二電極塊。
通過調節第一防蝕刻光學層和第二防光學蝕刻層的折射率，可减輕蝕刻後蝕刻區和非蝕刻區存在的外觀差異。
S101-S107、S201-S206‧‧‧步驟
110、210‧‧‧基板
130a、130b、230a、230a‧‧‧電極層
132、232‧‧‧第一電極塊
134、234‧‧‧第一導綫
136、236‧‧‧第二電極塊
140‧‧‧保護層
150、250‧‧‧第一防蝕刻光學層
152、252‧‧‧貫穿孔
161、260‧‧‧第二防蝕刻光學層
162、262‧‧‧鏤空區域
170、270‧‧‧綫路層
180‧‧‧光學調整層
M‧‧‧蝕刻區
N‧‧‧非蝕刻區
A-A’‧‧‧剖面線
圖1為第一實施例的觸控電極結構的製造工藝流程圖；圖2a~圖2f為圖1所示工藝流程圖中各個步驟所對應的觸控電極結構俯視圖；圖2a’~圖2f’分別為圖2a~圖2e沿A-A’方向的剖視圖；圖2g為第一實施例的觸控電極結構蝕刻區與非蝕刻區的電極層的層級結構圖；圖3a為第二實施例的觸控電極結構的俯視圖；圖3a’為圖3a沿A-A’方向的剖視圖；圖4為另一實施例的觸控電極結構的製造工藝流程圖；圖5a~圖5e為圖4所示工藝流程圖中各個步驟所對應的觸控電極結構俯視圖；圖5a’~圖5e’分別為圖5a~圖5e沿A-A’方向的剖視圖。
如圖1所繪示，為一實施例的觸控電極結構的製造工藝流程圖，該製造工藝流程包括以下步驟：S101：形成一電極層於一基板上。參考圖2a’和圖2a，電極層130a形成於基板110上。其中基板110可以是玻璃基板或者聚對苯二甲酸類塑料(Polyethylene terephthalate，PET)基板。基板110可為平面或者曲面形狀，以適應不同的觸控產品。基板110還可為硬質基板或可擾式基板。電極層130a可以採用奈米銀絲(Silver Nano-Wire，SNW)層、碳奈米管(Carbon nanotube，CNT)層、石墨烯(Graphene)層、高分子導電(Conductive Polymer)層以及氧化金屬(ITO、AZO……Gel)層等可透視的材料。形成電極層130的方式可以採用沉積、濺射等工藝。
S102：形成一保護層於該電極層上。對於奈米銀絲等易被氧化的材料，保護層140將電極層130a與空氣隔離，進而有助於提高電極層130a的抗氧化能力。同時，由於奈米銀絲材料自身具有一定的疏密度，保護層140可通過奈米銀絲的間隙與基板接觸，通過選用與基板110有較佳附著力的材料，有助於提高奈米銀絲在基板110的附著力。保護層的材料採用可透視的絕緣材料，如二氧化矽。保護層的厚度為50nm至500nm。
S103：形成一第一防蝕刻光學層於該保護層上。參考圖2b’和圖2b，將第一防蝕刻光學層150形成於保護層140上。第一防蝕刻光學層150具有圖案化的形狀，其用於在電極層130a上定義出導電電極圖形。該第一防蝕刻光學層150可以採用壓克力聚合物(Acrylate Polymer)和環氧樹脂 (Epoxide Resin)等可透視的絕緣材料製成。形成第一防蝕刻光學層150的方式可以採用印刷(printing)工藝。第一防蝕刻光學層的厚度為0.05um至5um。
S104：蝕刻未被該第一防蝕刻光學層遮擋的該電極層，經蝕刻後的該電極層分為一蝕刻區與一非蝕刻區。參考圖2c’和圖2c，對圖2b’和圖2b中的電極層130a進行蝕刻，形成圖2c和圖2c’所示的電極層130b。在蝕刻過程中，由於保護層140的厚度較薄，蝕刻液可滲透保護層140對電極層130a進行蝕刻。圖2c’和圖2c所示的電極層130b分為蝕刻區M和非蝕刻區N。在本實施例中，蝕刻電極層130採用不完全蝕刻的工藝，即在確保蝕刻區M的電極層130b與非蝕刻區N的電極層130b電性絕緣的前提下，僅蝕刻掉部分蝕刻區M的電極。採用不完全蝕刻的工藝，可避免蝕刻區M與非蝕刻區N的電極層色差過大。在另一實施例中，可採用完全蝕刻的工藝。非蝕刻區N的電極層130b包含：至少兩個以上的沿第一方向排列的第一電極塊132，相鄰的第一電極塊132通過第一導綫134電性連接；至少兩個以上的沿第二方向排列的第二電極塊136，第二電極塊136分別設置於第一導綫134兩側。圖中僅示出非蝕刻區N的電極層130b的部分電極塊，實際的電極層130b應包含更多電極塊。由於第一防蝕刻光學層150的遮擋，經過蝕刻後，電極層130最終形成與第一防蝕刻光學層150所定義的圖形相同的電極結構。圖2c’和圖2c中，第一電極塊132、第一導綫134以及第二電極塊136均位於第一防蝕刻光學層150下。
S105：形成一第二防蝕刻光學層於該保護層與該第一防蝕刻光學層上。參考圖2d’和圖2d，在蝕刻形成電極層130b之後，在整個基板 210之上再覆蓋形成第二防蝕刻光學層160，第二防蝕刻光學層160形成於第一防蝕刻光學層150和保護層140之上，且對應於各第二電極塊136上的第二防蝕刻光學層160形成有鏤空區域162。第二防蝕刻光學層160可以採用壓克力聚合物(Acrylate Polymer)和環氧樹脂(Epoxide Resin)等可透視的絕緣材料製成。第二防蝕刻光學層160的厚度為0.05um至5um。
S106：蝕刻該些鏤空區域處的該第一防蝕刻光學層和該保護層。參考圖2e’和圖2e，通過蝕刻鏤空區域162處的第一防蝕刻光學層150和保護層140，可在第一防蝕刻光學層150和保護層140上形成貫穿孔152。貫穿孔152形成幷貫穿於第一防蝕刻光學層150和保護層140，使得第二電極塊136部分外露。需說明的是，對於單一第二電極塊136而言，鏤空區域162和貫穿孔152的數目可根據第二電極塊136的大小作調整，幷不限定於圖示中的數量。另鏤空區域162和貫穿孔152的亦可為圓形等形狀，不限於圖示中的方形。
S107：形成一綫路層。參考圖2f’和圖2f，綫路層170形成於第二防蝕刻光學層160上，幷通過鏤空區域162以及貫穿孔152與位於非蝕刻區的第二電極塊136電性連接。綫路層170可採用氧化銦錫等可透視的導電材料、或銀、鋁等金屬材料、或鉬鋁鉬等合金材料。
同時參考圖2c、圖2f’和圖2f所示，經過上述工藝所得到的觸控電極結構，包括：基板110；電極層130b，設置於該基板110上，且電極層130b分為蝕刻區M與非蝕刻區N，其中非蝕刻區N的電極層包含：至少兩個以上的沿第一方向排列的第一電極塊132，相鄰的該些第一電極塊132通過第一導綫134電性連接；至少兩個以上的沿第二方向排列的第二電極塊136， 所述第二電極塊136分別設置於該第一導綫134兩側；保護層140，設置於該電極層130b上；第一防蝕刻光學層150，設置於非蝕刻區N的保護層上，且第一防蝕刻光學層150與保護層140對應於第二電極塊136的位置形成有貫穿孔152；第二防蝕刻光學層160，設置於保護層140與第一防蝕刻光學層150上，且第二防蝕刻光學層160對應於貫穿孔152的位置形成有鏤空區域162；綫路層170，設置於第二防蝕刻光學層160上，且綫路層170通過鏤空區域162及貫穿孔152電性連接相鄰的第二電極塊136。本實施例觸控電極結構各部件的其它特性，在形成工藝中已詳述，故此處不再贅述。
請同時參考圖2f’、圖2f和圖2g，採用本發明的工藝形成的觸控電極結構，電極層130b蝕刻區M上形成有保護層140、第二防蝕刻光學層160；非蝕刻區N上形成有保護層140、第一防蝕刻光學層150、第二防蝕刻光學層160。通過調節保護層140、第一防蝕刻光學層150、第二防蝕刻光學層160的折射率，可减輕蝕刻後蝕刻區M和非蝕刻區N存在的外觀差異。在一實施例中，第一防蝕刻光學層150的折射率至少比保護層140的折射率大0.1，第二防蝕刻光學層160的折射率至少比第一防蝕刻光學層150的折射率大0.1。保護層140、第一防蝕刻光學層150、第二防蝕刻光學層160的折射率可根據不同電極層材料的折射率作調整。另，保護層140的厚度可為至50nm至500nm，該厚度範圍可確保在蝕刻電極層130a時，蝕刻液較易滲透；第一防蝕刻光學層150和第二防蝕刻光學層160的厚度可為為0.05um至5um，該厚度範圍有利於確保整體觸控電極結構的光穿透率。此外，相比於傳統的製造工藝，本實施例的工藝流程中沒有涉及去除用於定義電極層的電極圖形的掩膜的步驟以及去除用於定義貫穿孔位置掩膜的步驟，因此工藝步驟會 更少，制程的時間也會更短，可以提高該工藝的效率。
進一步參考圖3a’和圖3a，在本發明的另一實施例中，在形成如圖2f和圖2f’的觸控電極結構之後，可更進一步形成一光學調整層180覆蓋於綫路層170上。光學調整層180可為單層結構或多層複合的結構。一方面，光學調整層180可用於保護整體的觸控結構；另一方面，光學調整層180亦可起到調節綫路層170以及整體觸控結構光學外觀的作用。光學調整層180的厚度為0.05um至5um。光學調整層280採用可以採用壓克力聚合物(Acrylate Polymer)和環氧樹脂(Epoxide Resin)等可透視的絕緣材料製成。
如圖4所繪示，為另一實施例的觸控電極結構的製造工藝流程圖。該製造工藝流程包括以下步驟。
S201：形成一電極層於一基板上。參考圖5a’和圖5a，電極層230a形成於基板210上。其中基板210可以是玻璃基板或者聚對苯二甲酸類塑料(Polyethylene terephthalate，PET)基板。基板110可為平面或者曲面形狀，以適應不同的觸控產品。基板110還可為硬質基板或可擾式基板。電極層230a可以採用奈米銀絲(Silver Nano-Wire，SNW)層、碳奈米管(Carbon nanotube，CNT)層、石墨烯(Graphene)層、高分子導電(Conductive Polymer)層以及氧化金屬(ITO、AZO……Gel)層等可透視的材料。形成電極層130的方式可以採用沉積、濺射等工藝。
S202：形成一第一防蝕刻光學層於該電極上。參考圖5a’和圖5a，與圖1所繪示的工藝流程不同之處在於，當電極層採用氧化金屬(ITO、AZO……Gel)層等抗氧化能力和附著力較好的材料時，可省略形成保護層的步驟，即直接形成第一防蝕光學層於電極層。第一防蝕刻光學層250 具有圖案化的形狀，其用於在電極層230a上定義出導電電極圖形。第一防蝕刻光學層250的其它特性與前述實施例相同，此處不再贅述。
S203：蝕刻未被該第一防蝕刻光學層遮擋的該電極層，經蝕刻後的該電極層分為一蝕刻區與一非蝕刻區。參考圖5b’和圖5b，對圖5a’和圖5a中的電極層230a進行蝕刻，形成圖5b’和圖5b所示的電極層230b。5b’和圖5b所示的電極層230b分為蝕刻區M和非蝕刻區N。蝕刻電極層230a可採用完全蝕刻或不完全蝕刻的工藝。非蝕刻區N的電極層230b包含：至少兩個以上的沿第一方向排列的第一電極塊232，相鄰的第一電極塊232通過第一導綫234電性連接；至少兩個以上的沿第二方向排列的第二電極塊236，第二電極塊236分別設置於第一導綫234兩側。圖中僅示出非蝕刻區N的電極層230b的部分電極塊，實際的電極層230b應包含更多電極塊。由於第一防蝕刻光學層250的遮擋，經過蝕刻後，電極層230b最終形成與第一防蝕刻光學層250所定義的圖形相同的電極結構。圖5b’和圖5b中，第一電極塊232、第一導綫234以及第二電極塊236均位於第一防蝕刻光學層250下。
S204：形成一第二防蝕刻光學層於該第一防蝕刻光學層和該基板上。參考圖5c’和圖5c，在蝕刻形成電極層230b之後，在整個基板210之上再覆蓋形成第二防蝕刻光學層260，第二防蝕刻光學層260形成於第一防蝕刻光學層250和基板210上，且對應於各第二電極塊236上的第二防蝕刻光學層260形成有鏤空區域262。第二防蝕刻光學層260的其它特性與前述實施例相同，此處不再贅述。
S205：蝕刻該鏤空區域處的該第一防蝕刻光學層。參考圖5d’和圖5d，通過蝕刻鏤空區域262處的第一防蝕刻光學層250，可在第一 防蝕刻光學層250上形成貫穿孔252。貫穿孔252形成幷貫穿於第一防蝕刻光學層250，使得第二電極塊236部分外露。鏤空區域262和貫穿孔252的其它特性與前述實施例相同，此處不再贅述。
S206：形成一綫路層。參考圖5e’和圖5e，綫路層270形成於第二防蝕刻光學層260上，幷通過鏤空區域262及貫穿孔252電性連接相鄰的第二電極塊136。綫路層270的其它特性與前述實施例相同，此處不再贅述。
同時參考圖5b、圖5e’和圖5e所示，經過上述工藝所得到的觸控電極結構，包括：基板210；電極層230b，設置於該基板210上，且電極層230b分為蝕刻區M與非蝕刻區N，其中非蝕刻區N的電極層包含：至少兩個以上的沿第一方向排列的第一電極塊232，相鄰的該些第一電極塊232通過第一導綫234電性連接；至少兩個以上的沿第二方向排列的第二電極塊236，所述第二電極塊236分別設置於該第一導綫234兩側；第一防蝕刻光學層250，設置於非蝕刻區N的電極層230b上，且第一防蝕刻光學層250對應於第二電極塊236的位置形成有貫穿孔252；第二防蝕刻光學層260，設置於第一防蝕刻光學層250與基板210上，且第二防蝕刻光學層260對應於貫穿孔252的位置形成有鏤空區域262；綫路層270，設置於第二防蝕刻光學層260上，且綫路層270通過鏤空區域262及貫穿孔252電性連接相鄰的第二電極塊236。另，在另一實施例中，亦可進一步在綫路層270形成一光學調整層。本實施例觸控電極結構各部件的其它特性，在形成工藝中已詳述，故此處不再贅述。
上述各實施例中，電極層的電極採用方形的電極塊電連接而成，在其他實施例中，電極塊還是是棱形、五邊形或者六邊形等。
以上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但幷不能因此而理解為對本發明專利範圍的限制。應當指出的是，對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬本發明的保護範圍。因此，本發明專利的保護範圍應以所附權利要求為准。
110‧‧‧基板
130b‧‧‧電極層
136‧‧‧第二電極塊
140‧‧‧保護層
150‧‧‧第一防蝕刻光學層
152‧‧‧貫穿孔
160‧‧‧第二防蝕刻光學層
162‧‧‧鏤空區域
170‧‧‧綫路層

Claims (10)

  1. 一種觸控電極結構，包括：一基板；一電極層，設置於該基板上，且該電極層分為一蝕刻區與一非蝕刻區，其中該非蝕刻區的電極層包含：至少兩個以上的沿第一方向排列的第一電極塊，相鄰的該些第一電極塊通過第一導綫電性連接；至少兩個以上的沿第二方向排列的第二電極塊，所述第二電極塊分別設置於該第一導綫兩側；一第一防蝕刻光學層，設置於該非蝕刻區的電極層上，且該第一防蝕刻光學層對應於該些第二電極塊的位置形成有貫穿孔；一第二防蝕刻光學層，設置於該第一防蝕刻光學層與該基板上，且該第二防蝕刻光學層對應於該貫穿孔的位置形成有鏤空區域；一綫路層，設置於該第二防蝕刻光學層上，且該綫路層通過該鏤空區域及該貫穿孔電性連接相鄰的第二電極塊。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之觸控電極結構，其中所述電極層上更形成有一保護層，且該保護層設置於該電極層與該第一防蝕刻光學層之間。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之觸控電極結構，其中所述綫路層上設置有一光學調整層。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之觸控電極結構，其中所述保護層的厚度為50nm至500nm。
  5. 如申請專利範圍第2項所述之觸控電極結構，其中所述第一防蝕刻光學層的折射率至少比所述保護層的折射率大0.1。
  6. 如申請專利範圍第1或5項所述之觸控電極結構，其中所述第二防蝕刻光學層的折射率至少比所述第一防蝕刻光學層的折射率大0.1。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之觸控電極結構，其中所述第一防蝕刻 光學層的厚度為0.05um至5um。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之觸控電極結構，其中所述第二防蝕刻光學層的厚度為0.05um至5um。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之觸控電極結構，其中所述綫路層採用可透視的導電材料、金屬材料、或合金材料、或前述之組合。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之觸控電極結構，其中所述第一防蝕刻光學層材料和所述第二防蝕刻光學層材料為壓克力聚合物或環氧樹脂。
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