形成用于電容式觸摸傳感器的電極結構的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及形成用于電容式觸摸傳感器的電極結構的方法，以及涉及用于實現該方法的裝置。
【背景技術】
[0002]有將電容式觸摸傳感器結合到諸如智能電話、MP3播放器、PDA(掌上電腦)、平板電腦、超極本PC (個人計算機)、ΑΙ0( —體機)PC等的設備中的需求。這樣的設備通常具有由玻璃或者塑料制成的前透明蓋，在該前透明蓋的背面上結合有透明的電容式傳感器。電容式傳感器通常由下述基板組成，該基板由諸如塑料或者玻璃之類的透明材料制成，諸如氧化銦錫(ITO)之類的透明導電(TC)性材料被施加在基板的相對側上并且被圖案化以形成發射電極(Tx)層和接收電極(Rx)層。可選地，可以使用由施加到基板上的一個TC層組成的單層傳感器，該一個TC層被適當地圖案化并且被互連以形成可單獨處理的Tx和Rx結構。
[0003]將蓋/觸摸傳感器組件附接到通常由液晶顯示器(IXD)組成的顯示模塊。這樣的布置造成了令人不快的厚且重的蓋/傳感器/顯示模塊。為了降低厚度和重量，期望直接在蓋上形成電容式觸摸傳感器或者以某種方式將觸摸傳感器集成在LCD中。
[0004]集成在IXD中的雙層傳感器可以有兩種類型:“on-cell”類型和“in-celI”類型。在“on-cell ”類型中，傳感器形成在IXD組件之上。在“ in-cell ”類型中，傳感器的Tx層和Rx層位于LCD結構內部的各種位置。
[0005]在一種情況中，Tx和Rx電極形成在位于玻璃基板的相對兩側上的TC層中，該玻璃基板攜載彩色濾光片(CF)組件并且形成IXD的上層基板。CF由沉積在黑矩陣(BM)結構中并且被涂覆以有機平整化(OP)層的有機RGB材料的條帶制成。形成Tx電極的TC沉積在CF上的OP層之上，而形成Rx電極的TC直接沉積在玻璃基板的背側上。
[0006]在另一情況中，Tx電極深埋在IXD中并且形成在TC層中，形成了與TFT在同一平面中的LCD的下電極。在該情況中，Rx電極形成在攜載CF的基板的兩側中的一側或另一側上的TC層中。
[0007]對于Tx電極位于CF基板上并且形成IXD的上電極的情況，必須在IXD組裝之前完成Tx圖案化，而Rx電極的圖案化可以發生在LCD組裝之前或者之后。對于Tx電極與下IXD電極相結合并且Rx電極在CF基板的一側或另一側上的情況，則該Rx層可以在IXD組裝之前或者之后被圖案化。
[0008]因此，對于in-cell雙層傳感器，需要在位于玻璃基板上的RGB CF結構之上的有機物鈍化(OP)層之上的TC層中形成Tx或者Rx電極圖案，或者需要在下述玻璃基板上的TC層中形成Rx電極，該玻璃基板具有位于其背側的CF結構。
[0009]在兩種情況中，在TC層中形成電極結構的常見方法涉及基于抗蝕劑曝光和對TC的化學蝕刻的多步光刻處理。這樣的光刻處理復雜并且會導致缺陷，尤其當在LCD組裝完之后執行時。期望的是使用激光燒蝕在TC層中形成電極圖案，但是如果使用標準的激光布置，會有下述重大風險:在激光燒蝕處理的過程中將會損害TC下面的各CF層、BM層或者OP層。
[0010]因此，本發明力圖提供一種改進的方法，該方法使得能夠使用激光燒蝕來在位于透明非導電層和彩色濾光片層之上的TC層中形成電極結構，而不會對TC之下的任何層造成重大損害。
【發明內容】
[0011]根據本發明的第一方面，提供一種使用脈沖式固體激光器通過激光直寫刻劃工藝(a direct write laser scribing process)在透明導電層中形成用于電容式觸摸傳感器的電極結構的方法，其中，所述透明導電層位于透明非導電層上，所述透明非導電層位于彩色濾光片層上，基板處的激光波長、脈沖長度和光束剖面選擇如下:
[0012]i)在257nm到266nm范圍內的波長
[0013]ii)在50fs到50ns范圍內的脈沖長度
[0014]iii)最大值(Emax)與最小值(Emin)之間的功率密度或者能量密度的均勻性小于10%的“平頂(top hat)”光束剖面(beam prof ile)，其中均勾性定義為(Emax - Emin) /(Emax+Emin)
[0015]使得在所述透明導電層中形成凹槽，以使每個凹槽的相對兩側上的所述透明導電層的區域電隔離，同時基本上不損害所述透明導電層之下的所述透明非導電層或者所述彩色濾光片層或者黑矩陣陣列。
[0016]根據本發明的第二方面，提供一種裝置，該裝置被布置成實現如上所述的方法，所述裝置包括脈沖式激光源，所述脈沖式激光源被布置成使用脈沖式固體激光器在透明導電層中對用于電容式觸摸傳感器的電極結構進行激光直寫刻劃，其中，所述透明導電層位于透明非導電層上，所述透明非導電層位于彩色濾光片層上，所述激光源被布置成在基板處提供如下的波長、脈沖長度和光束剖面:
[0017]i)在257nm到266nm范圍內的波長
[0018]ii)在50fs到50ns范圍內的脈沖長度
[0019]iii)最大值(Emax)與最小值(Emin)之間的功率密度或者能量密度的均勻性小于10%的“平頂”能量密度光束剖面，其中均勾性定義為(Emax - Emin) / (Emax+Emin)。
[0020]使用術語“平頂”來描述下述光束剖面:在整個光束上(在指定的界限之內)具有近均勻的功率密度或者能量密度。
[0021]本發明的其它優選和可選特征將通過下面的描述和說明書的所附權利要求而變得清楚。
【附圖說明】
[0022]現在將參照附圖僅經由示例對本發明進行進一步描述，其中:
[0023]圖1是已知的IXD和CF組件的截面圖；
[0024]圖2是已知的CF單元的截面圖；
[0025]圖3是已知的on-cell類型的集成的觸摸面板/CF/IXD組件的截面圖；
[0026]圖4是已知的第一類型的in-cell集成的觸摸面板/CF/IXD組件的截面圖；
[0027]圖5是已知的第二類型的in-cell集成的觸摸面板/CF/IXD組件的截面圖；
[0028]圖6通過根據本發明的第一方面的方法的一個實施例示出了用于在in-cell模塊(例如圖4或者圖5中示出的那樣)的透明導電層中設置電極結構的凹槽的形成；
[0029]圖7示出了在該方法中在透明導體的表面處設置的“平頂”光束剖面；
[0030]圖8示出了在透明導電層的表面上形成具有這樣的“平頂”光束剖面的光束的第一種方法；
[0031]圖9示出了在透明導電層的表面上形成具有這樣的“平頂”光束剖面的光束的第二種方法；
[0032]圖10是根據本發明的第二方面的用于實現圖6中示出的方法的裝置的優選實施例的示意性透視圖；以及
[0033]圖11示出了將如圖9和圖10中所示出的那樣成形的平頂光束引入到圖11的裝置中的方式。
【具體實施方式】
[0034]圖1示出了一種已知類型的IXD/CF模塊的構造。液晶材料層I的第一(下)偵J被第一玻璃基板2限界，且其第二(上)側被第二玻璃基板5限界，其中第一玻璃基板2覆蓋有TFT設備3和第一 TC層4，第二玻璃基板5覆蓋有CF層6和第二 TC層7。背光單元8發出穿過第一偏光片9并且穿過包括LCD/CF模塊的所有層的非偏振光以通過第二偏光片10顯現出來。存在多種其他的IXD/CF模塊結構。CF層可以位于IXD層之前，例如在第一偏光片與背光之間。IXD結構還可以被倒轉，TFT層在IXD的上側而CF層位于IXD之上或者之下。
[0035]圖2示出了典型的已知的CF和基板的細節。玻璃基板5具有形成在其第一側上的RGB CF層。CF層由交替的條帶11、12和13組成或者由分別對應于LCD的線或者LCD中單獨像素的RGB材料的局部區域的二維陣列組成。RGB材料的條帶被黑矩陣(BM)材料14的區域分隔開以提高觀察對比度。通常使用多步的光刻工藝來形成這樣的RGB和BM結構。
[0036]將薄的透明的不導電的有機平整化(OP)層