CN110554789B - 双面电极及其图案化方法 - Google Patents
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Abstract
一种双面电极的图案化方法,包括:提供基板,基板具有相对两表面,该两表面上分别设有第一感光层与第二感光层;设置由金属纳米线所组成的第一金属纳米线层于第一感光层上,设置由金属纳米线所组成的第二金属纳米线层于第二感光层上;以及进行双面黄光微影步骤,包括:将第一感光层及第二感光层进行曝光以定义出去除区与保留区;以及使用显影液将位于去除区的第一感光层与金属纳米线以及位于去除区的第二感光层与金属纳米线去除,以将第一金属纳米线层与第二金属纳米线层图案化而分别形成设置于该两表面上的第一电极及第二电极。更提出一种双面电极。
Description
技术领域
本发明是关于一种双面电极及其图案化方法。
背景技术
由于透明导体可同时具有光穿透性与适当的导电性,因而常应用于许多显示或触控相关的装置中。一般而言,透明导体可以是各种金属氧化物,例如氧化铟锡(Indium TinOxide,ITO)、氧化铟锌(Indium Zinc Oxide,IZO)、氧化镉锡(Cadmium Tin Oxide,CTO)或掺铝氧化锌(Aluminum-doped Zinc Oxide,AZO)。金属氧化物薄膜可通过物理气象沉积法或化学气象沉积法而形成,并通过激光工艺而形成适当图案。然而,这些金属氧化物薄膜的制作方法可能面临高昂的成本、复杂的工艺以及低良率的问题。在部份情况下,经图案化的金属氧化物薄膜也可能有容易被观察到的问题。因此,现今发展出了多种透明导体,例如利用纳米线等材料所制作的透明导体。
然而利用纳米线制作触控电极,纳米线与周边区的金属引线在工艺上及结构上都有许多待解决的问题,例如在进行双面结构图案化的工艺中,先对基板上层的纳米银表面上进行光阻涂布,再进行曝光、显影、蚀刻等步骤,完成上层电极结构的制作之后,会先将上层完成的电极结构进行保护,再依序对下层的纳米银进行光阻涂布、曝光、显影、蚀刻等步骤。而除了一般黄光微影的图案化工艺之外,也有通过激光剥离的技术来进行图案化。上述工艺在技术上都需分别对上下两层进行制作,故工艺步骤上较为繁琐,也相对费时。
若以激光进行纳米线的图案化蚀刻时,如参数调控不当,激光多余的能量所形成的热效应,反而会破坏导线的边缘精度,甚至伤害到底下基板造成部分缺陷;另外,现有技术提及在纳米银层与基板之间加入阻挡层,但当工艺完成之后,阻挡层仍会残留在基板上,对于光学特性上(例如可见光穿透率或雾度等)造成影响,劣化了影像显示质量。
又例如传统工艺采用的蚀刻液大多为强酸性,故会导致金属引线受到蚀刻液的作用,使产品可靠度下降;另外,蚀刻液的残留问题也需要额外的清洁过程方能克服。
再一方面,利用纳米线制作触控感应电极的工艺中,通常会需要在纳米在线成形外涂层(overcoat),以保护纳米线,但残留的外涂层夹设在焊接垫与外部电路板之间,会造成接触阻抗过高的问题。
因此在利用纳米线制作触控感应电极的工艺上、电极结构上必须依照材料特性重新设计,使产品达到较佳的表现。
发明内容
本发明的部分实施方式,提出了双面电极的图案化方法,其具有高制作效率的优势。
本发明的部分实施方式提出一种双面电极的图案化方法,包括:提供一基板,基板具有相对两表面,该两表面上分别设有第一感光层与第二感光层;设置由金属纳米线所组成的第一金属纳米线层于第一感光层上,设置由金属纳米线所组成的第二金属纳米线层于第二感光层上;以及进行双面黄光微影步骤,包括:将第一感光层及第二感光层进行曝光以定义出去除区与保留区;以及使用显影液将位于去除区的第一感光层与金属纳米线以及位于去除区的第二感光层与金属纳米线去除,以将第一金属纳米线层与第二金属纳米线层图案化而分别形成设置于该两表面上的第一电极及第二电极。
于本发明的部分实施方式中,将该第一感光层及该第二感光层进行曝光包括:设置一第一曝光源对应该第一感光层,设置一第二曝光源对应该第二感光层,其中该第一曝光源与该第二曝光源为相同波段的曝光源;其中该第一感光层吸收大于该第一曝光源的光线总能量的约80%,该第二感光层吸收大于该第二曝光源的光线总能量的约80%。
于本发明的部分实施方式中,将该第一感光层及该第二感光层进行曝光包括:设置一第一曝光源对应该第一感光层,设置一第二曝光源对应该第二感光层,其中该第一曝光源与该第二曝光源为相同波段的曝光源;其中该第一感光层及该第二感光层添加有0.1%~10%的光吸收添加物。
于本发明的部分实施方式中,其中该光吸收添加物的浓度为约1%~3%,该第一曝光源的光线对该第一感光层的穿透率(light transmission)在30%以下,该第二曝光源的光线对该第二感光层的穿透率(light transmission)在30%以下。
于本发明的部分实施方式中,其中将该第一感光层及该第二感光层进行曝光包括:设置一第一曝光源对应该第一感光层,设置一第二曝光源对应该第二感光层,其中该第一曝光源与该第二曝光源为不同波段的曝光源。
于本发明的部分实施方式中,该第一感光层及该第二感光层为相同感光性的光阻。
于本发明的部分实施方式中,更包括:成形一保护层;以及成形一周边线路,其中该周边线路电性连接该第一电极及该第二电极。
本发明的部分实施方式提出一种双面电极,包含:一基板,其中该基板具有相对的一第一表面及一第二表面;及层叠设置于该第一表面上的一第一感光层及一第一金属纳米线层与层叠设置于该第二表面上的一第二感光层及一第二金属纳米线层;其中该第一感光层与该第二感光层经曝光后定义出一去除区与一保留区,位于该去除区的该第一感光层与该第一金属纳米线层被移除而定义出位于该第一表面的一第一电极,位于该去除区的该第二感光层与该第二金属纳米线层被移除而定义出位于该第二表面的一第二电极。
于本发明的部分实施方式中,该第一感光层及该第二感光层为具有相同光波段吸收特性的光阻,该第一感光层吸收大于一第一曝光源的光线总能量的80%,该第二感光层吸收大于一第二曝光源的光线总能量的80%。
于本发明的部分实施方式中,该光吸收添加物的浓度为约1%~3%,一第一曝光源的光线对该第一感光层的穿透率(light transmission)在30%以下,一第二曝光源的光线对该第二感光层的穿透率(light transmission)在30%以下。
于本发明的部分实施方式中,该第一感光层及该第二感光层为具有不同光波段吸收特性的光阻。
根据本发明的部分实施方式,位于该保留区的该第一感光层与该第一金属纳米线层具有相同的图样,位于该保留区的该第二感光层与该第二金属纳米线层具有相同的图样。
根据本发明的部分实施方式,该第一电极包括多个沿一第一方向延伸的感应电极,该第二电极包括多个沿一第二方向延伸的感应电极,该些感应电极位于该基板的一显示区。
根据本发明的部分实施方式,更包括设于该基板的一周边区的一周边线路,其中该周边线路电性连接该些感应电极。
于本发明的部分实施方式中,更包括覆盖于该第一电极与该第二电极的保护层。
附图说明
图1为根据本发明的部分实施方式的双面电极的制作方法的第一步骤示意图。
图2为根据本发明的部分实施方式的双面电极的制作方法的第二步骤示意图。
图3为根据本发明的部分实施方式的双面电极的制作方法的第三步骤示意图。
图4为根据本发明的部分实施方式中UV光吸收添加物的浓度对UV光(I-line)的穿透率变化曲线图。
图5为根据本发明的部分实施方式的双面触控感应电极的制作方法的第一步骤示意图。
图6为根据本发明的部分实施方式的双面触控感应电极的制作方法的第二步骤示意图。
图6A为沿图6的线A-A的剖面示意图。
图7为根据本发明的部分实施方式的双面触控感应电极的制作方法的第三步骤示意图。
图7A为沿图7的线A-A的剖面示意图。
图7B为沿图7的线B-B的剖面示意图。
图8为根据本发明的部分实施方式的双面触控感应电极的制作方法的第四步骤示意图。
其中附图标记为:
110:基板
120A:第一感光层
120B:第二感光层
160:周边线路
136:非导电区域
140:金属纳米线
VA:显示区
PA:周边区
TE:触控感应电极TE1:第一触控感应电极
TE2:第二触控感应电极
D1:第一方向
D2:第二方向
150:保护层
140A:第一金属纳米线层
140B:第二金属纳米线层
130A:保留区
130B:去除区
具体实施方式
以下将以图式揭示本发明的多个实施方式,为明确说明起见,许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而,应了解到,这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说,在本发明部分实施方式中,这些实务上的细节是非必要的。此外,为简化图式起见,一些习知惯用的结构与组件在图式中将以简单示意的方式为之。
关于本文中所使用的「约」、「大约」或「大致」,一般是指数值的误差或范围于百分之二十以内,较好地是于百分之十以内,更佳地是于百分之五以内。文中若无明确说明,所提及的数值皆视为近似值,即具有如「约」、「大约」或「大致」所表示的误差或范围。
图1至图3为根据本发明的部分实施方式的双面电极的制作方法的流程示意图。本实施方式的具体工艺为:首先,参考图1,提供一基板110,于本发明的部分实施方式中,基板110理想上为透明基板,详细而言,可以为一硬式透明基板或一可挠式透明基板,其材料可以选自玻璃、压克力(polymethylmethacrylate;PMMA)、聚氯乙烯(polyvinyl Chloride;PVC)、聚丙烯(polypropylene;PP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethyleneterephthalate;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。
接着,参考图1,在基板110的第一表面(如上表面)及第二表面(如下表面)上分别制作感光层,如图所示,基板110的上表面具有第一感光层120A,基板110的上表面具有第二感光层120B。较佳地,第一感光层120A与第二感光层120B为相同感旋旋光性的材料,例如两者同为正型光阻,或者两者同为负型光阻,但本发明不以此为限。
接着,同样参考图1,在感光层上制作金属纳米线层,如图所示,第一感光层120A上具有第一金属纳米线层140A,第二感光层120B上具有第二金属纳米线层140B;换言之,基板110的上表面上依序成型有第一感光层120A与第一金属纳米线层140A,基板110的下表面上依序成型有第二感光层120B与第二金属纳米线层140B。在一实施例中,金属纳米线层(即第一金属纳米线层140A与第二金属纳米线层140B)可至少由金属纳米线140所组成;在本实施例的具体作法为:将具有金属纳米线140的分散液或浆料(ink)以涂布方法成型于感光层上,并加以干燥使金属纳米线140覆着于感光层的表面;换言之,金属纳米线140会因上述的干燥固化步骤而分别成型为设置于第一感光层120A上的第一金属纳米线层140A及第二感光层120B上的第二金属纳米线层140B。在一实施例中,所述的感光层及金属纳米线层可经过后续的步骤而形成具有图案化的电极,例如但不限应用于感测触控信号。
在本发明的实施例中,上述分散液可为溶剂,如水、醇、酮、醚、烃或芳族溶剂(苯、甲苯、二甲苯等等);上述分散液亦可包含添加剂、接***性剂或黏合剂,例如羧甲基纤维素(carboxymethyl cellulose;CMC)、2-羟乙基纤维素(hydroxyethyl Cellulose;HEC)、羟基丙基甲基纤维素(hydroxypropyl methylcellulose;HPMC)、磺酸酯、硫酸酯、二磺酸盐、磺基琥珀酸酯、磷酸酯或含氟界面活性剂等等。而所述的金属纳米线(metal nano-wires)层,例如可为纳米银线(silver nano-wires)层、纳米金线(gold nano-wires)层或纳米铜线(copper nano-wires)层所构成;更详细的说,本文所用的「金属纳米线(metal nano-wires)」系为一集合名词,其指包含多个元素金属、金属合金或金属化合物(包括金属氧化物)的金属线的集合,其中所含金属纳米线的数量,并不影响本发明所主张的保护范围;且单一金属纳米线的至少一个截面尺寸(即截面的直径)小于500nm,较佳小于100nm,且更佳小于50nm;而本发明所称之为”线(wire)”的金属纳米结构,主要具有高的纵横比,例如介于10至100,000之间,更详细的说,金属纳米线的纵横比(长度:截面的直径)可大于10,较佳大于50,且更佳大于100;金属纳米线可以为任何金属,包括(但不限于)银、金、铜、镍及镀金之银。而其他用语,诸如丝(silk)、纤维(fiber)、管(tube)等若同样具有上述的尺寸及高纵横比,亦为本发明所涵盖的范畴。
而所述的含有金属纳米线140的分散液或浆料可以用任何方式成型于基板110的相对两表面,例如但不限于:网版印刷、喷头涂布、滚轮涂布等工艺;在一种实施例中,可采用卷对卷(roll to roll)工艺将含有金属纳米线140的分散液或浆料涂布于连续供应的基板110的相对两表面。而在上述的固化/干燥步骤之后,金属纳米线140以随机的方式分布于感光层的表面,并利用感光层的作用而固着于基板110的表面上而不至脱落。
于本发明的部分实施方式中,金属纳米线140可以是纳米银线(Silver nano-wires)或纳米银纤维(Silver nano-fibers),其可以具有平均约20至100纳米的直径,平均约20至100微米的长度,较佳为平均约20至70纳米的直径,平均约20至70微米的长度(即纵横比为1000)。于部分实施方式中,金属纳米线140的直径可介于70纳米至80纳米,而长度约8微米。
在成形感光层与金属纳米线层的步骤之后,进行一黄光微影步骤,如图2及图3。本发明即是利用感光层的感旋旋光性,将感光层进行曝光、显影等工艺(或概称为黄光微影工艺),以进行感光层与金属纳米线层的图案化。本实施例采用双面(double-sided)黄光微影工艺的工艺进行第一感光层120A及第二感光层120B的图案化,并藉此将第一金属纳米线层140A及第二金属纳米线层140B制作出双面电极的图样。本实施例具体可包括以下步骤:进行双面曝光(double-sided exposure),将第一感光层120A及第二感光层120B进行曝光定义出保留区130A与去除区130B,如图2;接着,如图3,进行双面显影,将位于去除区130B的感光层与金属纳米线层移除,以形成金属纳米线层的图案化,例如在基板110上表面形成第一电极及在基板110下表面形成第二电极。
第一感光层120A及第二感光层120B可先、后进行曝光或同时进行曝光。上述的双面曝光步骤,具体可采用两个光源针对第一感光层120A及第二感光层120B进行曝光,使用曝光源(如UV光)将光罩的图样转移至第一感光层120A及第二感光层120B上,以定义出所述的去除区130B与保留区130A。为了避免两个光源相互影响,可采用但不限于以下的做法。
在基板110上下分别设置曝光源(如第一曝光源与第二曝光源),且两者为相同波段的光源,例如均为G-line或均为I-line的UV光源,第一感光层120A及第二感光层120B亦选用具有相同光波段吸收特性的光阻,例如两者均为对G-line或均为对I-line的UV光源感光的光阻,且光阻中另外加入光吸收成分,添加浓度为约0.1%~10%,例如针对UV光源加入UV光吸收添加物于第一感光层120A及第二感光层120B中,藉此,上方曝光源针对第一感光层120A进行曝光时,上方曝光源所提供的光能量被第一感光层120A大幅吸收(例如>约80%),故不会有足够的能量影响到第二感光层120B;相似的,下方曝光源针对第二感光层120B进行曝光时,下方曝光源所提供的光能量被第二感光层120B大幅吸收(例如>约80%),故不会有足够的能量影响到第一感光层120A。因此,第一感光层120A及第二感光层120B可同时进行曝光步骤,且不会相互影响彼此的图案化。举例而言,曝光源可采用I-line的UV光源进行上述的双面曝光工艺,并于第一感光层120A及第二感光层120B加入主要成分为:Octyl-3-[3-tert-butyl-4-hydroxy-5-(5-chloro-2H-benzotriazole-2-yl)phenyl]propionate、2-Ethylhexyl-3-[3-tert-butyl-4-hydroxy-5-(5-chloro-2H-benzotriazole-2-yl)phenyl]propionate;结构式为:
的UV光吸收添加物,以使I-line的UV光对感光层的穿透率(light transmission)在约30%以下,较佳为约20%以下,或约10%以下,或约5%以下。图4显示上述UV光吸收添加物的浓度对I-line的UV光的穿透率变化,在本实施例中,UV光吸收添加物的浓度为约1%~3%,较佳为约3%,或约2%,或约1%。
在一变化实施例中,同样在基板110上方与下方分别设置相同波段的曝光源,而在第一感光层120A及第二感光层120B的材料选择上选用对UV光有较高吸收率(例如>80%光线总能量被吸收)的光阻,以避免第一感光层120A及第二感光层120B的曝光相互影响。在又一变化实施例中,可调整上下曝光源的参数,如功率、曝光能量等,以达到避免第一感光层120A及第二感光层120B的曝光相互影响的效果。
在一变化实施例中,双面曝光步骤可在基板110上下分别设置不同波段的曝光源,例如一曝光源为G-line的UV光源而另一曝光源为I-line的UV光源,第一感光层120A及第二感光层120B则分别选用具有对应上述光源的光波段吸收特性的光阻,例如两者之一为对G-line的UV光源感光的光阻,两者另一为对I-line的UV光源感光的光阻;藉此,第一感光层120A及第二感光层120B可各自对特定波长的光源产生光化学反应,并达到避免第一感光层120A及第二感光层120B的曝光相互影响的效果。本实施例亦可搭配上述的光吸收添加物,在此不再赘述。
在上述的双面曝光步骤之后,进行双面显影步骤,利用第一感光层120A及第二感光层120B被显影液浸泡而由基板110表面脱落过程中,同时移除去除区130B的金属纳米线层140,换言之,本实施例的步骤可整合为一个显影步骤而使用显影液将位于基板110上表面的去除区130B的第一感光层120A与第一金属纳米线层140A及位于基板110下表面的去除区130B的第二金属纳米线层140B及第二感光层120B同时去除,以将金属纳米线层图样化并藉此制作出双面电极,也就是说,本发明不需使用蚀刻液,而仅以剥除感光层的图案化过程就可达到双面结构的图案化金属纳米线层。一实施例中,双面显影步骤可主要使用显影液(或称脱膜剂)将位于去除区130B的感光层与金属纳米线层去除,以制作出具有图样的电极结构,例如但不限于应用于触控面板上的感应电极;更具体的说,显影液可将位于去除区130B的感光层去除,而因此位于去除区130B的金属纳米线层也会连带被显影液所去除(亦称为掀离(lift-off)工艺),以制作出位于基板110的上下表面的双面电极。在其他实施例中,也可使用显影液搭配其他溶剂进行将位于去除区130B的感光层与金属纳米线层去除的步骤。在其他实施例中,也可使用显影液搭配机械方式,例如以压力的喷洒头将上述溶液喷洒于目标物、配合超音波震荡的浸泡等,将位于去除区130B的感光层与金属纳米线层移除。本文所称显影的步骤,乃为本领域所熟知的技术,简言之,感光层中的感光物质,接收到光源的部份产生化学反应,使得化学键结变坚固,而未照光即可被上述的显影液所去除(上述以负型感光性感光层为例)。
在一实施例中,第一感光层120A及第二感光层120B为具负感光性的光阻(negative-type photosensitive photo-resist),故去除区130B为未曝光区域;保留区130A为曝光区域;可使用适当的显影液去除上述位于去除区130B的第一感光层120A及第二感光层120B,具体可采用氢氧化四甲基铵(Tetramethylammonium hydroxide,TMAH)、二甲苯(xylene,C6H4(CH3)2)、乙酸丁酯或芳族烃溶剂等等去除上述位于去除区130B的第一感光层120A及第二感光层120B以达到上述显影并移除金属纳米线140的掀离(lift-off)工艺。在一实施例中,第一感光层120A及第二感光层120B为具正感光性的光阻(positive-type photosensitive photo-resist),故去除区130B为曝光区域;保留区130A为未曝光区域;可使用适当的显影液去除上述位于去除区130B的第一感光层120A及第二感光层120B,具体可采用碱性溶液(如KOH、Na2CO3等)等等去除上述位于去除区130B的第一感光层120A及第二感光层120B以达到上述显影并移除金属纳米线140的掀离(lift-off)工艺。由于上述的掀离(lift-off)工艺,保留下来的第一金属纳米线层140A与第一感光层120A具有对应的图样,在一实施例中,第一金属纳米线层140A与第一感光层120A具有实质相同的图样,也就是说第一金属纳米线层140A与第一感光层120A的侧边彼此对齐;相似的,即第二金属纳米线层140B与第二感光层120B具有对应的图样,在一实施例中,第二金属纳米线层140B与第二感光层120B具有实质相同的图样,也就是说第二金属纳米线层140B与第二感光层120B的侧边彼此对齐。
由于第一感光层120A及第二感光层120B具有相同的感光性,因此上述的显影/掀离(lift-off)工艺可双面同时进行。
在一实施例中,第一感光层120A及第二感光层120B可选用不同感光性的光阻,例如一者为负型光阻,另一为正型光阻。
至此,即可制作出双面的电极结构,其中,第一感光层120A与第二感光层120B经曝光后定义出去除区130B与保留区130A,位于去除区130B的第一感光层120A与第一金属纳米线层140A被移除而定义出位于基板110上表面的第一电极,位于去除区130B的第二感光层120B与第二金属纳米线层140B被移除而定义出位于基板110下表面的第二电极。
以下将说明利用上述工艺制作具有双面电极的触控面板。
首先,参考图5,提供一基板110,基板110上可定义有显示区VA与周边区PA,周边区PA设置于显示区VA的侧边,例如周边区PA可设置于显示区VA的左侧及右侧的区域,但在其他实施例中,周边区PA则可为设置于显示区VA的四周(即涵盖右侧、左侧、上侧及下侧)的框型区域,或者为设置于显示区VA的相邻两侧的L型区域,然本发明不以上述为限。
接着,如前文所述,在基板110的上表面及下表面上分别制作感光层与金属纳米线层。在一实施例中,金属纳米线层与感光层可设置于显示区VA与周边区PA。在一实施例中,由于感光层会部份残留于显示区VA中,故感光层的材料特性除了须满足前述的光吸收特性,更较佳的对可见光有高穿透性,具体而言,基板110的上表面及下表面的感光层为相同的聚合物制成,可利用UV光源进行曝光工艺来加以图案化,其优选的可吸收特定波长的一部分UV光(例如总能量的至少10%、20%、25%或20%-50%),而实质上可让可见光波长(例如400-700nm)的光线透射,例如大于总能量的约85%的可见光穿透,或选用可见光穿透率>约85%的材料。
接着,进行双面(double-sided)黄光微影工艺,将第一金属纳米线层140A与第二金属纳米线层140B进行图案化;如图6,其显示双面黄光微影之后的双面型态的触控感应电极TE。请配合图6A所显示的图6的剖视图,从基板110的上表面观之,位于去除区130B的第一金属纳米线层140A被移除,而残留的第一金属纳米线层140A(相当于位于保留区130A的第一金属纳米线层140A)即可构成第一触控感应电极TE1。在一实施例中,第一触控感应电极TE1大致位于显示区VA,其可包含多个沿同一方向(如第一方向D1)延伸的长直条状的感应电极,而去除区130B则可被定义为非导电区136,以电性阻绝相邻的感应电极。而每一感应电极与基板110之间均具有残留的第一感光层120A;且由于上述的掀离(lift-off)工艺,第一触控感应电极TE1(即第一金属纳米线层140A)与第一感光层120A具有对应的图样,在一实施例中,第一触控感应电极TE1(即第一金属纳米线层140A)与第一感光层120A具有实质相同的图样,如上述的长直条状,而第一触控感应电极TE1(即第一金属纳米线层140A)与第一感光层120A具有相互对齐的侧边。
相似的,从基板110的下表面观之,位于去除区130B的第二金属纳米线层140B被移除,而残留的第二金属纳米线层140B(相当于位于保留区130A的第二金属纳米线层140B)即可构成第二触控感应电极TE2。在一实施例中,第二触控感应电极TE2大致位于显示区VA,其可包含多个沿同一方向(如第二方向D2)延伸的长直条状的感应电极,而去除区130B则可被定义为非导电区136,以电性阻绝相邻的感应电极。每一感应电极与基板110之间均具有残留的第二感光层120B;且由于上述的掀离(lift-off)工艺,第二触控感应电极TE2(即第二金属纳米线层140B)与第二感光层120B具有对应的图样,在一实施例中,第二触控感应电极TE2(即第二金属纳米线层140B)与第二感光层120B具有实质相同的图样,如上述的长直条状,第二触控感应电极TE2(即第二金属纳米线层140B)与第二感光层120B具有相互对齐的侧边。
第一触控感应电极TE1及第二触控感应电极TE2在结构上相互交错,两者可组成触控感应电极TE,以用感应触碰或控制手势等。
以上步骤均可参考前文,在此不再赘述。
接着,在一实施例中,如图7、图7A及图7B所示,周边区PA可进一步制作周边线路160,周边线路160电性连接用于触控感应电极TE,用于传输触控感应电极TE与外部控制器之间的控制信号及触控感应信号。具体而言,分别于基板110的上下表面制作周边线路160,周边线路160大致位于周边区PA,而周边线路160的一部分会搭接于第一触控感应电极TE1及第二触控感应电极TE2。在本实施例中,周边线路160可先利用导电性良好的金属(例如单层的银、铜、或多层材料,如钼/铝/钼)成型于基板110,再利用黄光、蚀刻等工艺以制做出一个或多个周边线路160。
在一实施例中,触控感应电极TE可延伸至周边区PA,如图7B所示的第二触控感应电极TE2,故周边线路160会覆盖于延伸于周边区PA的触控感应电极TE,而形成金属层(即周边线路160)/金属纳米线层/感光层的三明治型态的复合结构层,由于上述的掀离(lift-off)工艺,位于周边区PA的金属纳米线层与感光层具有相互对齐的侧边;优选的,金属层(即周边线路160)的侧边也会与上述金属纳米线层与感光层的侧边切齐。藉此,周边区PA的线路宽度(即上述复合结构层的宽度)即具有高精密度,可达到窄边框的效果。
在一实施例中,可先分别制作保护层150覆盖于第一触控感应电极TE1及第二触控感应电极TE2,而部分的第一触控感应电极TE1及部分的第二触控感应电极TE2会裸露出来,以作为周边线路160的搭接处。接着,分别于基板110的上下表面制作周边线路160,周边线路160大致位于周边区PA,而周边线路160的一部分会搭接于第一触控感应电极TE1及第二触控感应电极TE2。在本实施例中,可先利用光阻材料作为保护层150,再成形导电性良好的金属(例如单层的银、铜、或多层材料,如钼/铝/钼)成型于保护层150与裸露的第一触控感应电极TE1及/或第二触控感应电极TE2上,再利用黄光、蚀刻等工艺以制做出一个或多个周边线路160。
在一实施例中,可先分别制作保护层150覆盖于第一触控感应电极TE1及第二触控感应电极TE2,而部分的第一触控感应电极TE1及部分的第二触控感应电极TE2会裸露出来,以作为周边线路160的搭接处。接着,分别于基板110的上下表面制作周边线路160,周边线路160大致位于周边区PA,而周边线路160的一部分会搭接于第一触控感应电极TE1及第二触控感应电极TE2。在本实施例中,可先将银胶网印于周边区PA并利用激光蚀刻方式来进行周边线路160;再于基板110双面进行光阻涂布、曝光,显影,使显示区VA的金属纳米在线具有一层保护层150。上述步骤的顺序可互相对调,即可先完成保护层150,再进行周边线路160制作。
值得说明的是,周边线路160可直接与第一触控感应电极TE1的金属纳米线140或第二触控感应电极TE2的金属纳米线140直接接触而形成导电通路,因此,整体来说,由于金属纳米线140与周边线路160会形成一种直接接触且低阻抗的信号传递路径,其用于传输触控感应电极TE与外部控制器之间的控制信号及触控感应信号,而由于其低阻抗的特性,实有助于降低信号传输的耗损,从而解决传统结构中接触阻抗过高的问题。
位于显示区VA的触控感应电极TE上覆盖有保护层150,从而提供金属纳米线140有更佳的抗氧化、耐水气、抗酸碱、抗有机溶剂等保护。
至此,即可制作出可用于感应触控并可组装于显示器的触控面板,其可包括在基板110的上下表面所形成的触控感应电极TE(金属纳米线140所形成的第一触控感应电极TE1及/或第二触控感应电极TE2)及在基板110的周边区PA所形成的周边线路160,触控感应电极TE与周边线路160会彼此电性连接以传递信号。
较佳地,所形成的金属纳米线140可进一步进行后处理以提高其导电度,此后处理可为包括如加热、电浆、电晕放电、UV臭氧或压力的过程步骤。例如,在固化形成金属纳米线层140A的步骤后,可利用滚轮施加压力于其上,在一实施例中,可藉由一或多个滚轮向金属纳米线层140A施加50至3400psi的压力,较佳为可施加100至1000psi、200至800psi或300至500psi的压力。于部分实施方式中,可同时进行加热与压力之后处理;详言之,所形成的金属纳米线140可经由如上文所述的一或多个滚轮施加压力,并同时加热,例如由滚轮施加的压力为10至500psi,较佳为40至100psi;同时将滚轮加热至约70℃与200℃之间,较佳至约100℃与175℃之间,其可提高金属纳米线层140A的导电度。于部分实施方式中,金属纳米线140较佳可暴露于还原剂中进行后处理,例如由纳米银线组成的金属纳米线140较佳可暴露于银还原剂中进行后处理,银还原剂包括硼氢化物,如硼氢化钠;硼氮化合物,如二甲基胺基硼烷(DMAB);或气体还原剂,诸如氢气(H2)。而所述的暴露时间约10秒至约30分钟,较佳约1分钟至约10分钟。而上述施加压力的步骤可依实际的需求实施在涂布膜层130的步骤之前或之后。
本发明的部分实施方式中,不须使用蚀刻液而利用感光层进行图案化(即曝光显影)工艺的同时,一并将金属纳米线层进行图案化,可省去传统需要蚀刻液进行金属纳米线层的蚀刻步骤,因此可以解决蚀刻液的残留所造成的问题,并达到提高生产良率的效果。
本发明的部分实施方式中,基板双面的导电膜图形结构能在单一次的黄光工艺中布设形成,故应用于触控面板的制造,可简化触控感应电极的布设工艺,进而具备工艺简单、快速、低制造成本之效。
本发明的部分实施方式中,不须使用蚀刻液来蚀刻金属纳米线层,故可排除蚀刻液残留对组件(例如金属材料所制成的周边线路)造成的影响。
本发明的部分实施方式中,可省略传统的蚀刻金属纳米线层的步骤,故可简化整体工艺,以达到降低成本的效果。
本发明的部分实施方式中,通过掀离(lift-off)方式会在金属纳米线层图案化的同时将底层的感光光阻一起移除,故可降低感光光阻对显示器在光学表现上的影响。
本发明的部分实施方式中,通过金属纳米线直接涂布在光阻层上,故图案化完成之后,其金属纳米线大部分暴露在光阻层表面上,故有利于后续金属搭接,降低其接触阻抗的特性,故可形成一低阻抗的导电线路,以提升触控信号的传输能力,进而减少传递触控信号的损耗及失真。
本发明的部分实施方式中,所述的工艺可结合卷对卷生产技术,进行连续式、大量批次进行双面电极结构的触控面板的制作。
虽然本发明已以多种实施方式揭示如上,然其并非用以限定本发明,任何熟习此技艺者,在不脱离本发明的精神和范围内,当可作各种的更动与润饰,因此本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。
Claims (16)
1.一种双面电极的图案化方法,其特征在于,包括:
提供一基板,该基板具有相对两表面,该两表面上分别设有一第一感光层与一第二感光层;
设置由金属纳米线所组成的一第一金属纳米线层于该第一感光层上,设置由金属纳米线所组成的一第二金属纳米线层于该第二感光层上;以及
进行一双面黄光微影步骤,包括:
将该第一感光层及该第二感光层进行曝光以各定义出一去除区与一保留区;以及
使用显影液将位于该去除区的该第一感光层及第二感光层全部去除,藉以移除设置于该第一感光层上的该第一金属纳米线层以及移除设置于该第二感光层上的该第二金属纳米线层,以将该第一金属纳米线层与该第二金属纳米线层图案化而分别形成设置于该两表面上的一第一电极及一第二电极。
2.如权利要求1所述的双面电极的图案化方法,其特征在于,将该第一感光层及该第二感光层进行曝光包括:
设置一第一曝光源对应该第一感光层,设置一第二曝光源对应该第二感光层,其中该第一曝光源与该第二曝光源为相同波段的曝光源;
其中该第一感光层吸收大于该第一曝光源的光线总能量的80%,该第二感光层吸收大于该第二曝光源的光线总能量的80%。
3.如权利要求1所述的双面电极的图案化方法,其特征在于,将该第一感光层及该第二感光层进行曝光包括:
设置一第一曝光源对应该第一感光层,设置一第二曝光源对应该第二感光层,其中该第一曝光源与该第二曝光源为相同波段的曝光源;
其中该第一感光层及该第二感光层添加有0.1%~10%的光吸收添加物。
4.如权利要求3所述的双面电极的图案化方法,其特征在于,该光吸收添加物的浓度为1%~3%,该第一曝光源的光线对该第一感光层的穿透率(light transmission)在30%以下,该第二曝光源的光线对该第二感光层的穿透率(light transmission)在30%以下。
5.如权利要求1所述的双面电极的图案化方法,其特征在于,将该第一感光层及该第二感光层进行曝光包括:
设置一第一曝光源对应该第一感光层,设置一第二曝光源对应该第二感光层,其中该第一曝光源与该第二曝光源为不同波段的曝光源。
6.如权利要求1所述的双面电极的图案化方法,其特征在于,该第一感光层及该第二感光层为相同感光性的光阻。
7.如权利要求1所述的双面电极的图案化方法,其特征在于,更包括:
成形一保护层;以及
成形一周边线路,其中该周边线路电性连接该第一电极及该第二电极。
8.一种双面电极,其特征在于,包含:
一基板,其中该基板具有相对的一第一表面及一第二表面;及
设置于该第一表面上的一第一感光层及一第一金属纳米线层与设置于该第二表面上的一第二感光层及一第二金属纳米线层,其中该第一感光层设置于该基板及该第一金属纳米线层之间,其中该第二感光层设置于该基板及该第二金属纳米线层之间;
其中该第一感光层与该第二感光层经曝光后定义出一去除区与一保留区,位于该去除区的该第一感光层经显影而被全部移除时同时移除其所对应的该第一金属纳米线层进而定义出位于该第一表面的一第一电极,位于该去除区的该第二感光层经显影而被全部移除时同时移除其所对应的该第二金属纳米线层进而定义出位于该第二表面的一第二电极。
9.如权利要求8所述的双面电极,其特征在于,该第一感光层及该第二感光层为具有相同光波段吸收特性的光阻,该第一感光层吸收大于一第一曝光源的光线总能量的80%,该第二感光层吸收大于一第二曝光源的光线总能量的80%。
10.如权利要求8所述的双面电极,其特征在于,该第一感光层及该第二感光层为具有相同光波段吸收特性的光阻,该第一感光层及该第二感光层添加有0.1%~10%的光吸收添加物。
11.如权利要求10所述的双面电极,其特征在于,该光吸收添加物的浓度为1%~3%,一第一曝光源的光线对该第一感光层的穿透率(light transmission)在30%以下,一第二曝光源的光线对该第二感光层的穿透率(light transmission)在30%以下。
12.如权利要求8所述的双面电极,其特征在于,该第一感光层及该第二感光层为具有不同光波段吸收特性的光阻。
13.如权利要求8所述的双面电极,其特征在于,位于该保留区的该第一感光层与该第一金属纳米线层具有相同的图样,位于该保留区的该第二感光层与该第二金属纳米线层具有相同的图样。
14.如权利要求8所述的双面电极,其特征在于,该第一电极包括多个沿一第一方向延伸的感应电极,该第二电极包括多个沿一第二方向延伸的感应电极,该些感应电极位于该基板的一显示区。
15.如权利要求14所述的双面电极,其特征在于,更包括设于该基板的一周边区的一周边线路,其中该周边线路电性连接该些感应电极。
16.如权利要求8所述的双面电极,其特征在于,更包括覆盖于该第一电极与该第二电极的保护层。
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