TWI599679B

TWI599679B - 形成金屬導線的方法

Info

Publication number: TWI599679B
Application number: TW103114517A
Authority: TW
Inventors: 鍾顯政; 謝育材
Original assignee: 達興材料股份有限公司
Priority date: 2014-04-22
Filing date: 2014-04-22
Publication date: 2017-09-21
Also published as: CN105039939A; TW201540869A

Description

形成金屬導線的方法

本發明是有關於一種形成金屬導線的方法，且特別是有關於一種以無電電鍍法形成金屬導線的方法。

觸控面板(touch screen)是一種允許使用者藉由觸碰螢幕而對元件施予控制的裝置；由於它提供了有效、自然、活潑的人機互動界面，目前已在許多電子產品中獲得廣泛應用。

圖1是一種習知的觸控面板的上視圖。參考圖1，觸控面板10包括基底110，其可區分為顯示區112和周邊區114。多個感應電極E配置在顯示區112中，且相鄰的感應電極E之間透過縱向或橫向的橋接線C電性連接。配置在周邊區114的走線130把各個由感應電極E和橋接線C構成的串列連接到連接部130a，以和外部電路(未繪示)電性連接。其中，橋接線C可以由微細金屬導線製成；感應電極E的材料可能是銦錫氧化物(ITO)，或者也可以由微細金屬導線M構成，如圖1的局部放大圖所示。

使用微細金屬導線需克服的問題在於，由於金屬材料本身的高反射性質，即使金屬導線的寬度下降到數十微米等級，仍可能被使用者察覺。因此，已有研究者對降低金屬導線可視度的方法進行研究。例如，參照圖2和圖3，這些圖式繪示了已知的兩種降低金屬導線可視度的技術。圖2所示的技術是先在基底400上形成金屬導線402，再在金屬導線402的表面形成低反射層404；圖3所示的技術則是先在覆蓋板500上形成低反射層504，再在低反射層504上形成金屬導線502，兩者的精神均在於在金屬導線和觀察者的位置之間置入一層低反射層，使金屬導線比較難以察覺。然而，這些技術仍有步驟繁瑣、膜層的尺寸控制不易等問題。

本發明提供一種形成金屬導線的方法，可以降低金屬導線的可視度。

本發明的形成金屬導線的方法包括以下步驟。將感光性組合物塗布於基底；使該基底上的該感光性組合物進行UV光照射硬化，形成含有催化劑圖案的膜層；再施以無電電鍍法以形成金屬導線；其中該感光性組合物包括醋酸鈀、低反射率材料、光起始劑、光可聚合單體及/或寡聚物，以及溶劑；且該光可聚合單體及/或寡聚物包括以下兩種成分：N-乙烯吡咯烷酮，以及N-乙烯吡咯烷酮以外的光可聚合單體及/或寡聚物。

在一種實施方式中，該含有催化劑圖案的膜層是對該感光性組合物進行光蝕刻(photolithography)而形成的，或者是以噴墨印刷、膠印、轉印、網版印刷該感光性組合物後進行光硬化而形成的。

在一種實施方式中，該低反射率材料為對可見光的反射率在80%以下的材料。

在一種實施方式中，該低反射材料包括碳黑；鉻、鈦或鋯的單氮化物或單氧化物；或前述材料的組合。

在一種實施方式中，該低反射率材料包括偶氮染料(azo dyes)、蒽醌染料(anthraquinone dyes)、酞菁染料(phthalocyanine dyes)、醌亞胺染料(quinoneimine dyes)、喹啉染料(quinoline dyes)、硝基染料(nitro dyes)、羰基染料(carbonyl dyes)、次甲基染料(methine dyes)或其組合。

在一種實施方式中，所述以無電電鍍法形成該金屬導線的步驟包括無電鍍銅、無電鍍銀或前述兩者的組合。

本發明的觸控顯示裝置的製造方法包括前述形成金屬導線的方法。

本發明的觸控顯示裝置由前述觸控顯示裝置的製造方法製成。

基於上述，本發明的技術方案可以透過簡單的程序製作出可視度低的金屬導線，使觸控面板具有更好的表現能力。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例作詳細說明如下。

10‧‧‧觸控面板

100、110‧‧‧基底

112‧‧‧顯示區

114‧‧‧周邊區

130‧‧‧走線

130a‧‧‧連接部

200‧‧‧感光性組合物

201‧‧‧膜層

301‧‧‧經無電鍍後的膜層

302、402、502‧‧‧金屬導線

304‧‧‧低反射材料

306‧‧‧其他成分

404、504‧‧‧低反射層

C‧‧‧橋接線

E‧‧‧感應電極

M‧‧‧微細金屬導線

圖1是一種習知的觸控面板的上視圖。

圖2和圖3呈現習知的兩種金屬導線和低反射層結合的態樣。

圖4是根據本發明第一實施方式所繪示的形成金屬導線的流程。

在本文中，由「一數值至另一數值」表示的範圍，是一種避免在說明書中一一列舉該範圍中的所有數值的概要性表示方式。因此，記載了某一特定數值範圍，等同於揭露了該數值範圍內的任意數值以及由該數值範圍內的任意數值界定出的較小數值範圍，如同在說明書中明文寫出該任意數值和該較小數值範圍一樣。例如，記載「尺寸為10~100μm」的範圍，就等同於揭露了「尺寸為20μm~50μm」的範圍，無論說明書中是否列舉其他數值。

圖4繪示了形成金屬導線的流程。以下將參照圖4來說明本發明的其中一種實施方式的各項細節。

在此實施方式中，形成金屬導線的方法包括以下步驟。

首先，將感光性組合物200塗布於基底100。此處，基底100的材料不受特別限制。若以製造觸控顯示裝置為例，可以是適於該目的的任意透明材料，例如玻璃或塑膠材料；其中塑膠材料又可列舉聚對苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate，PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(polyethylene naphthalate，PEN)和聚碳酸酯(polycarbonate)等實例。此外，基底100可以是硬質基底，也可以具有可撓性。

感光性組合物200是可以透過照射UV光而硬化(cure)，並在其中生成用於無電電鍍的催化劑的組合物；且較佳是藉由照UV光就得以將其內含成分轉變為催化劑的組合物。就此而言，感光性組合物200包括醋酸鈀(化學式Pd(O₂CCH₃)₂，或Pd(OAc)₂)、光起始劑、光可聚合單體及/或寡聚物，以及溶劑。

醋酸鈀可以任意形式加入感光性組合物200中，例如添加呈粉體狀態或膠體粒子狀態的醋酸鈀。

光起始劑不受特別限制，只要具有起始光可聚合化合物之聚合的能力即可，其實例包括：Ciba公司的產品Darocur 1173(2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl-propan-1-one，2-羥基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮)；BASF公司的產品Irgacure 184(1-hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone，1-羥基環己基苯基甲酮)、Irgacure 369(2-benzyl-2-dimethylamino-1-(4-morpholinophenyl)-1-butanone，2-芐基-2-二甲基氨基-1-(4-嗎啉苯基)丁酮)、Irgacure 651(2,2-dimethoxy-1,2-diphenylethan-1-one，安息香雙甲醚)、Irgacure 2959(1-[4-(2-hydroxyethoxy)-phenyl]-2-hydroxy-2-methyl-1-propane-1-one，2-羥基-4'-(2-羥乙氧基)-2-甲基苯丙酮)、Irgacure 819(phenyl bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphine oxide，苯基雙(2,4,6-三甲基苯甲醯基)氧化膦)、Irgacure 1700(25%的雙(2,6-二甲氧基苯甲醯基)(2,4,4-三甲基戊基)氧化膦及75%的2-羥基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮的混合物；Mixture of 25% bis(2,6-dimethoxybenzoyl)-(2,4,4-trimethyl pentyl)phosphineoxide and 75% 2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl-propan-1-one))、Irgacure TPO(diphenyl(2,4,6-trimethylbenzoyl)-phosphineoxide，(2,4,6-三甲基苯甲醯基)二苯基氧化膦)。可以單獨使用一種光起始劑，或將兩種以上光起始劑混合使用。

光可聚合單體及/或寡聚物包括以下兩種成分：第一成分是N-乙烯吡咯烷酮，第二成分則包括N-乙烯吡咯烷酮以外的光可聚合單體及/或寡聚物。

在感光性組合物200受UV光照而硬化時，第一成分和第二成分會在光起始劑的作用下進行聚合反應，兩者共同構成光硬化產物(膜層201，請見圖4和0030段起始的說明)的聚合物基質，而催化劑散布於其中，其所需的UV照射能量密度為1500-10000J/cm²。

第二成分可以是會受光起始劑的催化而開始進行聚合反應的單體及/或寡聚物，其材料可以是本發明所屬技術領域中所知的光可聚合單體及/或寡聚物，且又不屬於N-乙烯吡咯烷酮者，如單官能、雙官能、三官能、四官能或六官能化合物。單官能化合物如丙烯酸異莰酯(Isobornylacrylate，IBOA，如Sartomer的SR506D)、辛基/癸基丙烯酸酯(Octyl decyl acrylate，ODA，如Sartomer的SR484)、丙烯酸己內酯(Caprolactone acrylatem如Sartomer的SR495)或丙烯酸十二烷酯(Lauryl acrylate，如Sartomer的SR335)。雙官能化合物如三丙二醇二丙烯酸酯(Tripropylene glycol diacrylate，TPGDA，如AKZO Nobel Resins的Actilane 424)、1,6-己二醇二丙烯酸酯(1,6-hexanediol diacrylate，HDDA，如AKZO Nobel Resins的Actilane 425)、二丙二醇二丙烯酸酯(Dipropylene glycol diacrylate，DPGDA，如Sartomer的SR508)、丙氧化(2)新戊二醇二丙烯酸酯(Propoxylated(2)neopentyl glycol diacrylate，PONPGDA，如Sartomer的SR9003)、三環癸烷二甲醇二丙烯酸酯(Tricyclodecanedimethanol diacrylate，TCDDMDA，如Sartomer的SR833S)或聚乙二醇(400)二丙烯酸酯(Polyethylene glycol 400 diacrylate，PEG400DA，如Sartomer的SR344)。三官能化合物如三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(trimethylol propane triacrylate，TMPTA，如AKZO Nobel Resins的Actilane 431)、乙氧化(3)三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(ethoxylated(3)trimethylol propane triacrylate，如Sartomer的SR454)或乙氧化(6)三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(ethoxylated(6)trimethylol propane triacrylate，如Sartomer的SR499)。四官能化合物，如四官能基聚酯丙烯酸酯低聚物(tetrafunctional polyester acrylate oligomer，如AKZO Nobel Resins的Actilane505)、乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯(ethoxylated pentaerythritol tetraacrylate，PPTTA，如AKZO Nobel Resins的Actilane 440)或雙-三羥甲基丙烷四丙烯酸酯(ditrimethylolpropane tetraacrylate，di TMPTA，如AKZO Nobel Resins的Actilane 44)。六官能化合物如二季戊四醇六丙烯酸酯(dipentaerythritol hexaacrylate，DPHA，如AKZO Nobel Resins的Actilane 450)。

溶劑不受特別限制，其可以是本發明所屬技術領域中所知的任意一種適於分散溶解感光性組合物200的各種成分的溶劑，如甲乙酮(methylethylketone)、乙腈、乙酸乙酯、氯仿、二丙酮醇(diacetone alcohol)、3-甲氧基丙醇(3-methoxy propanol)、甲苯(toluene)、乳酸乙酯(ethyl lactate)、甲基溶纖素(methylcellosolve)、乙基溶纖素(ethylcellosolve)、丙基溶纖素(propylcellosolve)、乙二醇二甲醚(ethylene glycol dimethylether)、乙二醇二***(ethylene glycol diethylether)、乙二醇甲***(ethylene glycol methylethylether)、丙二醇二甲醚(propylene glycol dimethylether)、丙二醇二***(propylglycol diethylether)、丙二醇甲***(propylene glycol methylethylether)、2-乙氧基丙醇(2-ethoxypropanol)、2-甲氧基丙醇(2-methoxypropanol)、3-甲氧基丁醇(3-methoxybutanol)、環戊酮(cyclopentanone)、環己酮(cyclohexanone)、丙二醇甲醚醋酸酯(propyleneglycol methylether acetate，PGMEA)、丙二醇***醋酸酯(propyleneglycol ethylether acetate)、3-甲氧基丁基乙酸酯(3-methoxybutyl acetate)、3-乙氧基丙酸乙酯(ethoxyethylpropionate，EEP)、乙基3-乙氧基丙酸酯(ethyl 3-ethoxy propionate)、乙基溶纖素醋酸酯(ethyl cellosolve acetate)、甲基溶纖素醋酸酯(methyl cellosolve acetate)、乙酸丁酯(butyl acetate)或二丙二醇單甲醚(dipropylene glycol monomethylether)。可以單獨使用一種溶劑，或組合使用兩種以上的溶劑。

除了前述各成分以外，感光性組合物200還包括低反射率材料。所謂「低反射率」材料，指對可見光的反射率在80%以下的材料，其可以是無機或有機材料，例如碳黑；鉻、鈦或鋯的單氮化物或單氧化物；偶氮染料(azo dyes)；蒽醌染料(anthraquinone dyes)；酞菁染料(phthalocyanine dyes)；醌亞胺染料(quinoneimine dyes)；喹啉染料(quinoline dyes)；硝基染料(nitro dyes)；羰基染料(carbonyl dyes)；次甲基染料(methine dyes)或其組合。

前述感光性組合物200中各種成分的比例，原則上沒有特別限制，在配製感光性組合物200時，可視以下要素來調整其相對比例，如：溶劑對各成分的分散溶解能力、光起始劑促使光可聚合單體及/或寡聚物進行聚合反應的能力、膜層201對基底100的附著力和其中的催化劑對隨後的無電電鍍的催化能力之間的權衡等等。

如圖4所示，接著，使基底100上的感光性組合物200進行光硬化，形成含有催化劑圖案的膜層201。在進行光硬化之前，也可以對感光性組合物200進行烘烤。

作為催化劑前驅體而存在於感光性組合物200中的醋酸鈀在UV光的照射下可以還原成金屬鈀，在下一階段無電電鍍步驟中作為催化劑。

再者，需說明的是，圖4是將感光性組合物200繪示成圖案化的態樣，這種實施方式可以是透過以噴墨印刷、膠印、轉印、網版印刷感光性組合物200來進行的。在塗布感光性組合物200之後，只要使它照UV光硬化，即形成膜層201。在這種實施方式中，最初塗布在基底100上時，感光性組合物200的寬度可以在0.5μm到50μm之間。當然，本發明也可藉由其他實施方式實現，例如塗布一層完整覆蓋基底100表面的感光性組合物，再進行曝光、顯影等光蝕刻步驟，而形成圖案化的膜層201。

如圖4所示，接著，再施以無電電鍍法以形成包括金屬導線302的膜層301。具體作法例如是將表面上形成有膜層201的基底100浸入含金屬鹽類的電鍍液中，藉由催化劑的作用，使金屬離子還原在膜層201中的鈀位置。在本實施方式中，無電電鍍步驟可以是無電鍍銅、無電鍍銀或前述兩者的組合，換言之，所得的金屬導線302可以是銅導線、銀導線或具有銅銀多層膜結構的導線。關於無電鍍銀的詳細條件，可以參考歐洲專利公開號EP 0292087的內容；關於無電鍍銅的詳細條件，可以參考國際專利公開號WO 2012140428的內容，該案也涉及感光性組合物的成分，讀者可一併參考之。申請人在此將前述兩案的整體內容援引加入本文，使其可作為說明與修改本文的依據。

膜層301的厚度在100nm到2μm之間，其寬度在0.5μm到50μm之間。

具體而言，膜層301包括金屬導線302和低反射材料304。其中，金屬導線302是由無電電鍍所沈積的金屬，低反射材料304則是0028段記載的該些低反射材料中的一種。當然，膜層301中還可以包括其他成分306，例如保留在基底100上的光聚合產物。如前文所述，當感光性組合物200受UV光照射時，內含的第一成分和第二成分會進行聚合反應，形成膜層201的聚合物基質。然而，第一成分(N-乙烯吡咯烷酮)是親水性的，因此膜層201在進行無電電鍍時會膨潤，在膜層201內產生一些與外部連通的空間，使電鍍液能夠進入膜層201的內部，與催化劑接觸並沈積金屬。

此外，低反射材料304能夠降低最後得到的金屬導線302的可視程度，藉此，本實施方式的形成金屬導線的方法適用於觸控顯示裝置的製作，可以提高觸控顯示裝置的顯示品質。基於此理由，本發明也涉及一種觸控顯示裝置的製造方法及由該方法獲得的觸控顯示裝置。

本發明提供的觸控顯示裝置的製造方法的特徵在於，使用了第一實施方式中的形成金屬導線的方法，至於其他步驟、材料則可以由已知的技術中任意選擇。簡言之，觸控顯示裝置的製造方法包括在透明基底上形成金屬導線、在透明保護層上形成金屬導線(此二步驟中至少一者使用了第一實施方式的方法)，以及藉由絕緣黏著層接合透明保護層和透明基底的步驟。

綜上所述，本發明提供一種形成金屬導線的方法、使用該方法的觸控顯示裝置的製造方法，以及由此獲得的觸控顯示裝置，可以透過簡單的程序製作出可視度低的金屬導線，使觸控面板具有更好的表現能力。

雖然已以實施例對本發明作說明如上，然而，其並非用以限定本發明。任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍的前提內，當可作些許的更動與潤飾。故本申請案的保護範圍當以後附的申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧基底

200‧‧‧感光性組合物

201‧‧‧膜層

301‧‧‧經無電鍍後的膜層

302‧‧‧金屬導線

304‧‧‧低反射材料

306‧‧‧其他成分

Claims

一種形成金屬導線的方法，包括將感光性組合物塗布於基底；使該基底上之該感光性組合物進行UV光硬化，形成一含有催化劑圖案之膜層；再施以無電電鍍法以形成金屬導線；其中該感光性組合物包括醋酸鈀(Palladium acetate)、低反射率材料、光起始劑、光可聚合單體及/或寡聚物，和溶劑，且該光可聚合單體及/或寡聚物包括：N-乙烯吡咯烷酮，以及N-乙烯吡咯烷酮以外的光可聚合單體及/或寡聚物，其中該含有催化劑圖案之膜層中的催化劑為鈀，且是藉由UV光照射醋酸鈀而形成。
如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該含有催化劑圖案之膜層是對該感光性組合物進行光蝕刻而形成的，或者是以噴墨印刷、膠印、轉印、網版印刷該感光性組合物後進行UV光硬化而形成的。
如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該低反射率材料為對可見光的反射率在80%以下的材料。
如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該低反射材料包括碳黑；鉻、鈦或鋯的單氮化物或單氧化物；或前述材料的組合。
如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該低反射率材料包括偶氮染料(azo dyes)、蒽醌染料(anthraquinone dyes)、酞菁染料(phthalocyanine dyes)、醌亞胺染料(quinoneimine dyes)、喹啉染料(quinoline dyes)、硝基染料(nitro dyes)、羰基染料(carbonyl dyes)、次甲基染料(methine dyes)或其組合。
如申請專利範圍第1項所述之方法，其中所述以無電電鍍法形成該金屬導線的步驟包括無電鍍銅、無電鍍銀或前述兩者的組合。
一種觸控顯示裝置的製造方法，包括申請專利範圍第1項至第6項中任一項所述的形成金屬導線的方法。
一種觸控顯示裝置，由申請專利範圍第7項所述的觸控顯示裝置的製造方法製成。