TWM594737U - 電極結構及其觸控面板 - Google Patents

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蕭仲欽
練修成
蔡家揚
邱逸文
徐淑屏
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英屬維京群島商天材創新材料科技股份有限公司
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Abstract

本新型公開了一種電極結構及其觸控面板，電極結構包含：具有金屬奈米線的金屬奈米線層以及膜層。金屬奈米線層的第一部分被膜層所覆蓋，金屬奈米線層的第二部分則裸露於膜層。膜層為兩種或兩種以上的不同官能基的材料混合所成的共聚物。

Description

電極結構及其觸控面板
本新型是關於一種電極結構及其觸控面板。
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。在部份情況下，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，在工藝上及材料上尚有許多問題需要克服，例如為了保護奈米線，通常需要在奈米線上設置保護層。但在影像顯示的應用情境下，保護層可能會影響影像輸出的品質。
本新型的部分實施方式提出一種電極結構，包含：具有金屬奈米線的金屬奈米線層以及膜層，其中金屬奈米線層的第一部分被膜層所覆蓋，金屬奈米線層的第二部分則裸露於膜層，其中膜層為兩種或兩種以上的不同官能基的材料混合所成的共聚物。
於本新型的部分實施方式中，膜層包括成分A與成分B，成分A包括具有烴基、羧基、磺酸基或胺基或上述官能基的衍生官能基的的衍生物/組合物/化合物，成分B包括具有丙烯酸酯、芳香族或脂肪族官能基的衍生物/組合物/化合物。
於本新型的部分實施方式中，成分A與成分B在共聚物中的組成比例為1：1~1：5。於本新型的部分實施方式中，成分A在共聚物中的組成比例小於等於成分B在共聚物中的組成比例(重量比例或體積比例)。
於本新型的部分實施方式中，膜層可溶解於鹼性溶劑。鹼性溶劑是指pH大於或等於7。
於本新型的部分實施方式中，金屬奈米線層的第一部分的金屬奈米線嵌入膜層之中，形成複合導電層。
本新型的部分實施方式提出一種觸控面板，包括：基板；具有金屬奈米線的金屬奈米線層；膜層，其為兩種或兩種以上的不同官能基的材料混合所成的共聚物；周邊走線；其中，金屬奈米線層的第一部分被膜層所覆蓋，金屬奈米線層的第二部分則裸露於膜層，金屬奈米線層的第二部 分構成觸控感應電極；周邊走線包括周邊線路、膜層及金屬奈米線層的第一部分，觸控感應電極電性連接周邊走線。
於本新型的部分實施方式中，觸控感應電極包含多個感應電極，相鄰的感應電極之間具有非導電區域。
於本新型的部分實施方式中，非導電區域為空隙。
於本新型的部分實施方式中，感應電極設置於基板的第一表面及第二表面。
於本新型的部分實施方式中，觸控感應電極包含：沿第一方向排列的第一觸控感應電極；沿第二方向排列的第二觸控感應電極；電性連接相鄰的第一觸控感應電極的連接電極；設置於連接電極上的絕緣塊；以及設置於絕緣塊上的橋接導線，橋接導線連接於相鄰的第二觸控感應電極。
於本新型的部分實施方式中，膜層僅成形於周邊區而不成形於顯示區。
本新型相對於現有技術其功效在於，提出了解決前述問題的觸控面板及其製作方法，其具有高製作效率、窄邊框、顯示區的光學及電性特性良好的效果。
上述新型內容旨在提供本揭示內容的簡化摘要，以使閱讀者對本揭示內容具備基本的理解。此新型內容並非本揭示內容的完整概述，且其用意並非在指出本新型實施例的重要/關鍵特徵或界定本新型的範圍。
100‧‧‧觸控面板
110‧‧‧基板
110A‧‧‧第一基板
110B‧‧‧第二基板
120‧‧‧膜層
130‧‧‧周邊線路
130A‧‧‧導電層
136‧‧‧非導電區域
140‧‧‧金屬奈米線
140A‧‧‧金屬奈米線層
150‧‧‧光阻層
162‧‧‧橋接導線
164‧‧‧絕緣塊
170‧‧‧接合墊
VA‧‧‧顯示區
PA‧‧‧周邊區
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
CE‧‧‧連接電極
D1‧‧‧第一方向
D2‧‧‧第二方向
為讓本揭示內容之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：
圖1為根據本新型的部分實施方式的觸控面板的製作方法的第一步驟示意圖。
圖2為根據本新型的部分實施方式的觸控面板的製作方法的第二步驟示意圖。
圖3為根據本新型的部分實施方式的觸控面板的製作方法的第三步驟示意圖。
圖4為根據本新型的部分實施方式的觸控面板的製作方法的第四步驟示意圖。
圖5為根據本新型的部分實施方式的觸控面板的製作方法的第五步驟示意圖。
圖6為根據本新型的部分實施方式的觸控面板的製作方法的第六步驟示意圖。
圖7為根據本新型的部分實施方式的觸控面板的製作方法的第七步驟示意圖。
圖8為根據本新型的一實施方式的觸控面板的示意圖。
圖8A為沿圖8的線A-A的剖面示意圖。
圖9為根據本新型的另一實施方式的觸控面板的示意圖。
圖10為根據本新型的另一實施方式的觸控面板的示意圖。
圖11為根據本新型的另一實施方式的觸控面板的示意圖。
圖12為根據本新型的另一實施方式的觸控面板的示意圖。
以下將以圖式揭露本新型的多個實施方式，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新型。也就是說，在本新型部分實施方式中，這些實務上的細節是非必要的。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為之。
關於本文中所使用的「約」、「大約」或「大致」，一般是指數值的誤差或範圍於百分之二十以內，較好地是於百分之十以內，更佳地是於百分之五以內。文中若無明確說明，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，本文所使用的「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。
本新型實施例提供一種觸控面板100，其包含基板110及位於基板110上的電極結構，電極結構包括金屬奈米線層140A以及膜層120，金屬奈米線層140A的第一部分被膜層120所覆蓋，而金屬奈米線層140A的第二部分則裸露於膜層120，其中膜層120包括成分A與成分B的化合物/混和物，成分A可包括具有烴基、羧基、磺酸基或胺基等 官能基或上述官能基的衍生物的組合物/化合物/衍生物，成分B可包括具有丙烯酸酯、脂肪族或芳香族等等官能基的組合物/化合物/衍生物。
所述包括成分A與成分B的化合物可應用於以下實施方式的觸控面板製作方法，首先形成如圖1所示的結構。具體步驟可包括：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；設置膜層120於金屬奈米線層140A上；設置導電層130A於膜層120上；上述步驟完成後即可形成如圖1所示的結構。
圖1所示的結構可採用任何工藝或工藝製作，並不限於本文所列舉的步驟。
在一實施例中，在基板110上製作金屬奈米線層140A的具體作法可為：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；換言之，金屬奈米線140會因上述的乾燥固化步驟而成型為設置於基板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(如圖2)，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，或者為設置於顯示區VA的相鄰兩側的L型區域。
於本新型的部分實施方式中，基板110優選為透明基板，詳細而言，基板110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、強化玻璃、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)等透明材料。
在本新型的實施例中，上述具有金屬奈米線140的分散液/漿料可包括溶劑，如水、醇、酮、醚、烴或芳族溶劑(苯、甲苯、二甲苯等等)；上述分散液/漿料亦可包含添加劑、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140A，可為但不限於奈米銀線(silver nanowires)層、奈米金線(gold nanowires)層或奈米銅線(copper nanowires)層所構成；更詳細的說，本文所用的「金屬奈米線(metal nanowires)」系為一集合名詞，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，並不影響本新型所主張的保護範圍；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500nm，較佳小於100nm，且更佳小於50 nm；而本新型所稱之為「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、鎳及鍍金之銀。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，亦為本新型所涵蓋的範疇。
於本新型的部分實施方式中，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)。於部分實施方式中，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。
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、滾輪塗布等工藝；在一種實施例中，可採用卷對卷(roll to roll)工藝將含有金屬奈米線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，溶劑等物質被乾燥揮發，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，進而形成導電網路(conductive network)，金屬奈米線層140A亦可形成一種導電結構層。
接著，設置膜層120於金屬奈米線層140A上。具體作法可將適合的聚合物材料/混合物藉由塗布方法形成於金屬奈米線層140A上，再經過固化步驟，即可形成膜層120於金屬奈米線層140A上。上述用於製作膜層120的材料為兩種或兩種以上的不同官能基的材料混合所成的共聚物，其優選同時具有鹼可溶性與提高材料物性(例如但不限於耐酸蝕性、提高金屬奈米線層140A與基材附著性、耐磨性等等)的功能。更具體的說，膜層120的材料包括A、B兩成分的化合物，成分A主要提供鹼可溶性，其可包括具有烴基、羧基、磺酸基或胺基等官能基或上述官能基的衍生官能基的組合物/化合物/衍生物，所述的鹼可溶性是指膜層120可在後續的工藝中被鹼性(pH>7)溶劑，如鹼性顯影劑或鹼性脫膜劑所溶解而移除；成分B主要提供物理/機械性質，其包括具有丙烯酸酯(即含有丙烯醯基(acryloyl)的化學合成物)、脂肪族(例如但不限於烷烴、烯烴或炔烴)或芳香族(例如但不限於簡單的芳香環、多環或雜環)等等官能基的組合物/化合物/衍生物。成分A、B可以任意選擇搭配，以符合實際的工藝要求；可選擇成分A中的一種以上化合物與成分B中的一種以上化合物進行混合形成共聚物。優選的，成分B在所述共聚物中的組成比例(例如但不限於重量比或體積比)大於等於成分A在所述共聚物中的成分比例，例如成分A、B的比例可為1：1~1：5。另外，醇類、酮類、酯類或醚類等溶劑可使用單一種或兩種以上任意搭配混入前述 的共聚物中，使共聚物利於進行塗布工藝。再者，前述的共聚物或混合物中可添加交聯劑、聚合抑制劑、穩定劑(例如但不限於抗氧化劑、紫外光穩定劑(UV stabilizers))、介面活性劑或上述的類似物或混合物。在其他實施例中，前述的共聚物可進一步包含一種或多種腐蝕抑制劑。
在一實施例中，選擇酸酐(例如但不限於乙酸酐或甲酸乙酸酐)為成分A及壓克力系列高分子材料(例如但不限於聚甲基丙烯酸甲酯(poly(methyl methacrylate)，PMMA))為成分B混和為共聚物製作膜層120，其中酸酐是具有兩個醯基(acyl group)鍵合於同一氧原子上的有機化合物，醯基則可視為羥基官能基的衍生的官能基或是衍生自羧酸。共聚物中成分A、B的重量比例調整為1：1時，對pH=6~6.5的酸性溶液的溶解度約為25~70mg/min/g；共聚物中成分A、B的重量比例調整為1：2時，對pH
Figure 109200530-A0101-12-0010-14
7.0的酸性溶液的溶解度約趨近於零mg/min/g。因此，在耐酸蝕性的考慮下，成分B在所述共聚物中的重量比例大於或等於成分A在所述共聚物中的重量比例；優選的，成分A、B的重量比例範圍可為1：1~1：3；更優選的，成分A、B的重量比例可為1：1.5~1：2。
在一實施例中，選擇成分A中的兩種官能基化合物及成分B中的一種官能基化合物混和為共聚物製作膜層120，具體而言，選擇一種具有烴基官能基的化合物(例如但不限於甲基丙烯酸(methacrylic acid))與一種具有羧基官能基的化合物(例如但不限於丁烯二酸(maleic acid)) 混合成為成分A，兩者比例可為約1：1~1：3；並選用丙烯酸酯化合物/衍生物(例如但不限於聚丙烯酸鈉(polyacrylates)、聚丙烯腈(polyacrylonitriles))為成分B。類似於前述實施例，成分A、B的重量比例可為1：1~1：3；優選的，成分A、B的重量比例可為1：1.5~1：2。但上述兩種成分可依需求選擇適合的比例混合為共聚物製作膜層120。
在一實施例中，選擇具有烴基官能基的化合物(例如但不限於甲基丙烯酸(methacrylic acid))為成分A及酚甲烷(Bisphenol A，BPA(市售產品名EPON 2002))為成分B混和為共聚物製作膜層120。同於前述，在耐酸蝕性的考慮下，成分B在所述共聚物中的重量比例大於等於成分A在所述共聚物中的重量比例；優選的，成分A、B的重量比例範圍可為1：1~1：3；更優選的，成分A、B的重量比例可為1：1.5~1：2。
在一實施例中，選擇具有烴基官能基的化合物(例如但不限於甲基丙烯酸(methacrylic acid))為成分A及烯烴(hydrocarbon olefin)/氟烯烴(fluoro-olefin)共聚物(市售產品名Lumiflon)為成分B混和為共聚物製作膜層120。同於前述，在耐酸蝕性的考慮下，成分B在所述共聚物中的重量比例大於等於成分A在所述共聚物中的重量比例；優選的，成分A、B的重量比例範圍可為1：1~1：3；更優選的，成分A、B的重量比例可為1：1.5~1：2。
在此步驟中，共聚物或其混和物以塗布方法成 型於金屬奈米線層140A上，所述的共聚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膜層120，亦可稱作底塗層(overcoat)或是基質(matrix)，換言之，金屬奈米線140可視為嵌入膜層120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℃)將上述共聚物或其混和物形成膜層120於金屬奈米線層140A上。然而本新型並不限定膜層120與金屬奈米線層140A之間的實體結構，例如膜層120與金屬奈米線層140A可為兩層結構的堆疊，或者膜層120與金屬奈米線層140A可相互組合而形成一複合層(亦即可形成一種複合型態的導電結構層)。而為了清楚說明，本新型將膜層120與金屬奈米線層140A繪製為兩層結構的堆疊。
接著，設置導電層130A於膜層120上。導電層130A主要用於周邊區PA形成周邊線路130(可先參考圖4)；具體作法可塗布金屬層於膜層120上，如銅層，以作為導電層130A。另一具體方式可為但不限於：將銀漿材料塗布於周邊區PA，接著將銀漿材料固化形成導電層130A。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。
接著，以圖1所示的結構為基礎進行以下步驟：塗布感光材料(例如光阻)、圖案化光阻以及圖案化導電層130A、膜層120、金屬奈米線層140A的工藝，以完成觸控面板100。具體作法例如但不限定以下步驟：參考圖2，形成光阻層150於導電層130A上。更具體地說，可利用網版 印刷、噴頭塗布、滾輪塗布等方式將感光材料塗布於導電層130A上，再加熱至約80℃到約120℃使其固化成為光阻層150；所用的光阻可為正型或負型感光材料，本實施例以正型感光材料進行說明。
接著，參考圖3，圖案化光阻層150。更具體地說，在第一次黃光微影工藝中使用光罩覆蓋於光阻層150，並利用的曝光能量為約200mj/cm2至約5000mj/cm2的曝光源(如UV光)將光罩的圖樣轉移至光阻層150上，以定義出光阻層150在顯示區VA與周邊區PA的圖樣。接著，使用適當的顯影液去除曝光區域的光阻層150，具體可採用TMAH、KOH、NaOH等等去除曝光區域的光阻層150。上述採用的黃光微影工藝(例如曝光、顯影等步驟)乃是常見的工藝，在此不加以贅述。
接著，參考圖4，圖案化導電層130A。在一實施例中，導電層130A為銅層，此步驟利用光阻層150作為蝕刻遮罩，以進行銅層的圖案化。在一具體實施例中，銅蝕刻液(即第一蝕刻液)的主成分為CH3COOH及NH4OH，以用於將位於周邊區PA的銅層在此蝕刻步驟中形成周邊線路130；另外，設置於顯示區VA的銅層將在後續步驟的中被移除。再者，膜層120則由於銅層被圖案化而部分裸露出來，裸露出的膜層120則可在後續的步驟中接觸到顯影液而達到被移除的效果。
接著，參考圖5，去除部分的光阻層150與部分的膜層120。具體而言，位於顯示區VA的光阻層150會在此 步驟中被移除，且位於顯示區VA與周邊區PA中未被導電層130A/周邊線路130所遮蓋的膜層120(即圖4所示的步驟中裸露的膜層120)也會在此步驟中被移除。更具體的說，先利用曝光工藝使位於顯示區VA的光阻層150形成可移除狀態，接著利用顯影液將位於顯示區VA的光阻層150去除；在此同時，由於膜層120的材料中所含的成分A提供的鹼可溶性，使裸露的膜層120也溶解於顯影液而被移除。也就是說，在第二次黃光微影工藝中，顯影液可以去除部分的光阻層150與部分的膜層120。具體可採用TMAH、KOH、NaOH等鹼性(pH>7)顯影劑去除部分的光阻層150與部分的膜層120。另外，金屬奈米線層140A則由於膜層120被圖案化而部分裸露出來。
接著，參考圖6，去除部分的導電層130A與部分的金屬奈米線層140A。具體而言，位於顯示區VA的導電層130A會在此步驟中被移除，且位於顯示區VA與周邊區PA中未被膜層120所遮蓋的金屬奈米線層140A(即圖5所示的步驟中裸露的金屬奈米線層140A)也會在此步驟中被移除。更具體的說，本步驟採用可同時蝕刻金屬奈米線層140A與導電層130A的蝕刻液(即第二蝕刻液)，以在同一工序中去除位於顯示區VA的導電層130A及位於顯示區VA與周邊區PA中裸露的金屬奈米線層140A。
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為銅層的情況下，蝕刻液可用於蝕刻銅與銀，例如蝕刻液的主成分為H3PO4(比例為5%~15%) 及HNO3(比例55%~70%)，以在同一工藝中移除銅材料與銀材料。在另一具體實施例中，可在蝕刻液的主成分中加入添加物，例如蝕刻選擇比調整劑，以調整蝕刻銅與蝕刻銀的速率；舉例而言，可在主成分為H3PO4(比例為5%~15%)及HNO3(比例55%~70%)中添加5%~10%的Benzotriazole(BTA)，以解決銅的過蝕刻問題。
在上述蝕刻步驟之後，形成圖案化的金屬奈米線層140A。在顯示區VA中，圖案化的金屬奈米線層140A就可構成感應電極(即後文所述的觸控感應電極TE)，相鄰的感應電極之間具有非導電區域136(亦可稱作蝕刻區)；而周邊區PA中，圖案化的金屬奈米線層140A會對應周邊線路130，具體而言，周邊區PA的金屬奈米線層140A與周邊線路130會有相同的圖案，因此可避免傳統多次對位造成的良率不高問題，也可節省對位工藝所需預留的對位公差，使周邊線路130的寬度盡可能的縮減，以滿足顯示器的窄邊框需求。優選的，在周邊區PA中，圖案化的金屬奈米線層140A、周邊線路130與膜層120的側面會相互對齊，而形成一共平面。值得說明的是，金屬奈米線層140A與膜層120實質上是形成一複合型態的透明導電結構，因此，周邊線路130可透過其下的透明導電結構與所述的觸控感應電極TE形成電性連接，進而達到傳遞訊號的效果。在本實施例中，非導電區域136為一空隙，意即沒有實體材料位於非導電區域136中，換言之，金屬奈米線140在非導電區域136中的濃度為零，此種蝕刻步驟可稱作完全蝕刻或過蝕刻。
在一實施例中，上述蝕刻工藝並不會完全移除非導電區域136中的金屬奈米線140，換言之，非導電區域136中殘留有金屬奈米線140，但所殘留的金屬奈米線140的濃度低於一滲透臨限值(percolation threshold)，此種蝕刻步驟可稱作不完全蝕刻或部分蝕刻。金屬奈米線140的導電度主要可由以下因素控制：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)此等金屬奈米線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，因此奈米線層的整體導電度甚低，或是為零，意即金屬奈米線140在非導電區域136中並未提供連續電流路徑，故無法形成導電網路(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)。換言之，本實施例中相鄰傳導線路(如觸控感應電極TE或周邊線路130)之間的非導電區域136中可填有濃度低於滲透臨限值的金屬奈米線140，其形成非導電網路，以達成相鄰傳導線路之間的絕緣。
接著，參考圖7，去除部分的光阻層150與部分 的膜層120。具體而言，位於周邊區PA的光阻層150(即圖6所示的步驟後所殘留的光阻)會在此步驟中被移除，且位於顯示區VA中的膜層120(即圖6所示的步驟中裸露的膜層120)也會在此步驟中被移除。更具體的說，先利用曝光工藝使位於周邊區PA的光阻層150形成可移除狀態，接著利用顯影液將位於周邊區PA的光阻層150去除；在此同時，由於膜層120的材料中所含的成分A提供的鹼可溶性，使裸露的膜層120也溶解於顯影液而被移除。也就是說，在第三次黃光微影工藝中，顯影液可以去除部分的光阻層150與部分的膜層120。同於上述步驟，具體可採用TMAH、KOH、NaOH等鹼性(pH>7)顯影劑去除位於周邊區PA的光阻層150與位於顯示區VA的膜層120，顯示區VA的金屬奈米線層140A(即後文所述的觸控感應電極TE)則由於膜層120被圖案化而裸露出來。
至此，位於顯示區VA的金屬奈米線層140A上並無膜層120，即前文所述金屬奈米線層140A的第二部分，其形成觸控感應電極TE；而位於周邊區PA的金屬奈米線層140A被膜層120所覆蓋，即前文所述金屬奈米線層140A的第一部分，而周邊區PA的金屬奈米線層140A、膜層120與周邊線路130可視為共同形成周邊走線，上述結構即構成本實施例的電極結構。由於顯示區VA的金屬奈米線層140A上並無膜層120覆蓋，以光學的觀點，可降低膜層120對顯示效果的影響。
上述工藝僅用以說明製作「金屬奈米線層140A 的第一部分被膜層120所覆蓋，而金屬奈米線層140A的第二部分裸露於膜層120」的一種示例性說明，並非用於限制本新型。
圖8顯示本新型一實施例的觸控面板100，其包含基板110、周邊走線及觸控感應電極TE，周邊區PA中具有周邊線路130及位於周邊線路130下方的膜層120與金屬奈米線層140A，相對應的周邊線路130、膜層120與金屬奈米線層140A可組成周邊走線；顯示區VA中具有金屬奈米線層140A所組成的觸控感應電極TE，觸控感應電極TE上方並無膜層120的存在，故可提供較佳的顯示效果；另外，觸控感應電極TE可電性連接周邊走線/周邊線路130，以傳遞控制訊號及觸碰感應訊號。
又如圖8及圖8A所示，本實施例的觸控感應電極TE大致位於顯示區VA，並以非交錯式的排列設置，換言之，觸控感應電極TE可包含多個沿同一方向(如第一方向D1)延伸的條狀的感應電極，每一感應電極在第二方向D2上的尺寸具有漸增或漸減的變化，而蝕刻去除區則可被定義為非導電區域136，非導電區域136設置於相鄰的感應電極之間以電性阻絕相鄰的感應電極。本實施例共有八組周邊線路130設置於基板110的周邊區PA，每一堆疊結構(即周邊線路130、膜層120與金屬奈米線層140A所組成的周邊走線)之間亦有非導電區域136，以電性阻絕相鄰的周邊線路130。而在本實施例中，非導電區域136為一間隙，以隔絕相鄰周邊線路130或相鄰的感應電極。在一實施例中，可採 用前述的蝕刻法制作上述的間隙，故金屬奈米線層140A的側面(即蝕刻面)會因上述的蝕刻步驟而不會有所述的金屬奈米線突出於該側面；再者，周邊區PA中的周邊線路130、膜層120與金屬奈米線層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。
圖9顯示本新型另一實施例的觸控面板100，其與圖8/圖8A所示實施例的不同至少在於，觸控面板100更可包括保護層160。保護層160包覆觸控感應電極TE/周邊區PA中的周邊線路130、膜層120與金屬奈米線層140A，使其具有較佳的抗刮及磨損的表面保護，在此情形下，保護層160又可被稱作硬塗層(hard coat)，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)等可使電極結構具有較高的表面強度以提高耐刮能力。再者，保護層160中可添加有紫外光穩定劑(UV stabilizers)，以提高觸控面板的抗紫外線能力。
本新型實施方式另提出一種雙面式的觸控面板100。如圖10，在基板110的第一表面(如上表面)及第二表面(如下表面)上分別依照上述工藝製作金屬奈米線層140A、膜層120及導電層130A，具體內容可參考前文，在此不予贅述。具體而言，在顯示區VA中，基板110的第一表面上成型有第一觸控感應電極TE1，基板110的第二表面上成型有第二觸控感應電極TE2；而在周邊區PA中，周邊線路130、膜層120與金屬奈米線層140A所組成的周邊走線同樣設置於基板110的第一、第二表面，且周邊線路130分 別連接第一觸控感應電極TE1與第二觸控感應電極TE2。在一實施例中，第一觸控感應電極TE1大致位於顯示區VA，其可包含多個沿同一方向(如第一方向D1)延伸的長直條狀的感應電極，而蝕刻去除區則可被定義為非導電區136，以電性阻絕相鄰的第一觸控感應電極TE1。類似的，第二觸控感應電極TE2大致位於顯示區VA，其可包含多個沿同一方向(如第二方向D2)延伸的長直條狀的感應電極，而蝕刻去除區則可被定義為非導電區136，以電性阻絕相鄰的第二觸控感應電極TE2。
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。第一觸控感應電極TE1及第二觸控感應電極TE2上均無膜層120所覆蓋，故可提高顯示的效果與品質。
本新型實施方式另提出一種觸控面板100。如圖11，在第一基板110A上及第二基板110B上分別製作金屬奈米線層140A、膜層120及導電層130A，再依照上述工藝進行圖案化等步驟，具體內容可參考前文，在此不予贅述。具體而言，在顯示區VA中，第一基板110A上成型有第一觸控感應電極TE1與周邊線路130、膜層120與金屬奈米線層140A所組成的周邊走線，第二基板110B上同樣成型有第二觸控感應電極TE2與周邊線路130、膜層120與金屬奈米線層140A所組成的周邊走線。在一實施例中，第一基板110A可與第二基板110B相互貼合，例如利用光學膠(OCA，圖 未示)將兩基板貼合固定，以使第一觸控感應電極TE1及第二觸控感應電極TE2在結構上相互交錯，進而組成觸控感應電極TE。另外，如圖11所示，第一基板110A與第二基板110B為反向貼合；然而，兩基板亦可以同方向貼合的方式進行組裝。
圖12則顯示本新型的觸控面板100的另一實施例，其為一種單面架橋式(bridge)的觸控面板。此實施例與上述實施例的差異至少在於，成形於基板110上的透明導電層(即金屬奈米線層140A)在上述圖案化的步驟後形成的觸控感應電極TE可包括：沿第一方向D1排列的第一觸控感應電極TE1、沿第二方向D2排列的第二觸控感應電極TE2及電性連接兩相鄰的第一觸控感應電極TE1的連接電極CE；另外，絕緣塊164可設置於連接電極CE上，例如以二氧化矽形成絕緣塊164；而橋接導線162再設置於絕緣塊164上，例如以銅形成橋接導線162，並使橋接導線162連接於第二方向D2上相鄰的兩個第二觸控感應電極TE2，絕緣塊164位於連接電極CE與橋接導線162之間，以將連接電極CE以及橋接導線162電性隔絕，以使第一方向D1與第二方向D2上的觸控電極彼此電性隔絕。
另外，在圖12所示的實施例中，金屬奈米線層140A、膜層120與周邊線路130所共同形成的周邊走線可設於周邊區PA，而周邊線路130的末端具有接合墊170，具體做法可參考前文，於此不再贅述。類同於前述實施例，第一觸控感應電極TE1與第二觸控感應電極TE2上並無膜層120 覆蓋，故可提高影像顯示的品質。
在一實施例中，本新型的觸控面板100(例如前述的單面式的觸控面板100、雙面式的觸控面板100等等)可利用光學膠(OCA)與外蓋玻璃(或稱保護玻璃，圖未示)進行貼合，且亦可與其他電子裝置(如液晶顯示元件或有機發光二極體顯示元件)組裝，而形成具觸控功能的顯示器。
在一實施例中，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臭氧或壓力的過程步驟。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，可藉由一或多個滾輪向金屬奈米線層140A施加50至3400psi的壓力，較佳為可施加100至1000psi、200至800psi或300至500psi的壓力。於部分實施方式中，可同時進行加熱與壓力之後處理；詳言之，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500psi，較佳為40至100psi；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。於部分實施方式中，金屬奈米線140較佳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。
本新型的不同實施例的結構、材料、工藝可相互引用，並不為上述各具體實施方式的限制。
本新型的部分實施方式中，在顯示區(或稱可視區)的金屬奈米線層是裸露於膜層而形成觸控感應電極，因此，整體來說，有助於降低膜層對於光學特性的耗損，尤其可提高應用於顯示元件的影像輸出品質。
本新型的部分實施方式中，周邊線路的複合結構層可利用上層傳導性良好的金屬與外部電路板的焊接墊形成一低阻抗的導電線路，以提升觸控訊號的傳輸能力，進而減少傳遞觸控訊號的損耗及失真。
本新型的部分實施方式中，周邊線路的複合結構層能在蝕刻工藝中形成，不須進行對位，故可避免對位元步驟中產生的錯誤，以提升工藝良率；同時可節省工藝中所預留的對位誤差空間，故可有效降低周邊區的寬度，形成窄/超窄邊框的效果。
本新型的部分實施方式中，所述的工藝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。
雖然本新型已以多種實施方式揭露如上，然其並非用以限定本新型，任何熟習此技藝者，在不脫離本新型的精神和範圍內，當可作各種的更動與潤飾，因此本新型的保護範圍當視所附權利要求的保護範圍所界定者為准。
110‧‧‧基板
120‧‧‧膜層
130‧‧‧周邊線路
136‧‧‧非導電區域
140‧‧‧金屬奈米線
140A‧‧‧金屬奈米線層
VA‧‧‧顯示區
PA‧‧‧周邊區

Claims (14)

  1. 一種電極結構，其特徵在於，包含：一具有金屬奈米線的金屬奈米線層以及一膜層，其中該金屬奈米線層的一第一部分被該膜層所覆蓋，該金屬奈米線層的一第二部分則裸露於該膜層，其中該膜層為兩種或兩種以上的不同官能基的材料混合所成的共聚物。
  2. 如請求項1所述的電極結構，其中該膜層包括一成分A與一成分B，該成分A包括具有烴基、羧基、磺酸基或胺基或上述官能基的衍生官能基的化合物或衍生物，該成分B包括具有丙烯酸酯、芳香族或脂肪族官能基的化合物或衍生物。
  3. 如請求項2所述的電極結構，其中該成分A與該成分B在該共聚物中的組成比例為1：1~1：5。
  4. 如請求項1所述的電極結構，其中該膜層可溶解於一鹼性溶劑。
  5. 如請求項1所述的電極結構，其中該金屬奈米線層的該第一部分的該金屬奈米線嵌入該膜層之中，形成一複合導電層。
  6. 一種觸控面板，其特徵在於，包含：
    一基板；
    一具有金屬奈米線的金屬奈米線層；
    一膜層，其中該膜層為兩種或兩種以上的不同官能基的材料混合所成的共聚物；以及
    一周邊走線；
    其中該金屬奈米線層的一第一部分被該膜層所覆蓋，該金屬奈米線層的一第二部分則裸露於該膜層，該金屬奈米線層的該第二部分構成一觸控感應電極；以及
    其中該周邊走線包括一周邊線路、該膜層及該金屬奈米線層的該第一部分，該觸控感應電極電性連接該周邊走線。
  7. 如請求項6所述的觸控面板，其中該膜層包括成分A與成分B，該成分A包括具有烴基、羧基、磺酸基或胺基或上述官能基的衍生官能基的化合物或衍生物，該成分B包括具有丙烯酸酯、芳香族或脂肪族官能基的化合物或衍生物。
  8. 如請求項7所述的觸控面板，其中該成分A與該成分B在該共聚物中的組成比例為1：1~1：5。
  9. 如請求項6所述的觸控面板，其中該膜層可溶解於一鹼性溶劑。
  10. 如請求項6所述的觸控面板，其中該金屬奈米線層的該第一部分的該金屬奈米線嵌入該膜層之中，形成一複合導電層。
  11. 如請求項6所述的觸控面板，其中該觸控感應電極包含多個感應電極，相鄰的該些感應電極之間具有一非導電區域。
  12. 如請求項11所述的觸控面板，其中該非導電區域為一空隙。
  13. 如請求項11所述的觸控面板，其中該些感應電極設置於該基板的一第一表面及一第二表面。
  14. 如請求項6所述的觸控面板，其中該觸控感應電極包含：
    沿一第一方向排列的一第一觸控感應電極；
    沿一第二方向排列的一第二觸控感應電極；
    電性連接相鄰的該第一觸控感應電極的連接電極；
    設置於該連接電極上的一絕緣塊；以及
    設置於該絕緣塊上的一橋接導線，該橋接導線連接於相鄰的該第二觸控感應電極。
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