制造触敏面板的方法与流程

本发明涉及制造触敏面板的方法。特别地，本发明涉及包括通过激光烧蚀在透明导电层中形成电极图案的方法。

背景技术：

电容式触摸面板技术例如在移动电话、平板电脑、个人数字助理、手持式游戏操作台、卫星导航系统以及其他用户界面操作台中得到广泛应用。

在这样的设备中，感应电极的xy阵列形成在透明导电材料层中。在使用中，用户的手指与来自感应电极的投射电容之间形成电容。触摸时，触摸被精确测量并且被转换成命令，该命令由底层电子设备执行以用于适当的软件应用程序。这种面板的优点在于能够准确地响应于手指和触控笔。

触摸面板技术的一种特定形式具有两个单独的透明导电层，并且检测到电极阵列的交点处的层之间的互电容的变化。

透明导电层各自被分成多个离散的电极单元，该多个离散的电极单元沿第一正交方向电连接而沿第二正交方向电隔离。两个层的电极图案可以是相同的或者可以是不同的。

在透明导电层中形成电极图案的一种方法是使用激光束从透明支撑基板的表面烧蚀导电层的一部分。这样的方法提供了更高的生产量，并且与替代方法(诸如对电极图案进行化学蚀刻)相比，这样的方法降低了成本。

通常，透明导电层可以由例如氧化铟锡(ito)或者由包括金属纳米线或碳纳米管的纳米材料形成。透明支撑基板通常由例如为聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)膜的柔性聚合物形成。pet的使用最为广泛，因为pet的生产成本低廉。

然而，使用激光束在第一透明导电层中形成电极图案会损坏相对于第一透明导电层形成在基板的另一侧上的第二透明导电层。已经进行了各种尝试以解决或规避这个问题。

在一个示例中，仅在电极图案已经形成在第一导电层中后形成第二导电层。然而，在该示例中，生产量受到折损。在另一示例中，第一导电层和第二导电层由具有不同的烧蚀阈值的不同的材料形成。然而，制造成本也因此更高了。在另一示例中，透镜被配置成使激光束在穿过支撑基板时发散，以减小基板远侧的能量密度。然而，制造成本也因此更高了。在另一示例中，在导电层与基板之间添加了附加的遮光层，以在电极图案形成在近侧导电层中的同时保护远侧导电层。然而，触敏面板更厚，因此制造成本更高。

技术实现要素：

本发明的目的是至少部分地解决上文讨论的问题中的一些。

因此，本发明提供一种制造触敏面板的方法，该方法包括：提供分层结构，该分层结构包括多个均质层，该多个均质层至少包括第一透明导电层、第二透明导电层、以及在第一透明导电层与第二透明导电层之间的透明支撑基板，该透明支撑基板是分层结构的最厚层；通过从透明支撑基板的设置有第一透明层的一侧入射到第一透明层上的激光束对第一透明层进行激光烧蚀，来在第一透明导电层中形成电极图案；其中，激光束和透明支撑基板被配置成使得由透明支撑基板将激光束能量密度减小50％以上。

通过选择根据本发明的激光和透明支撑基板的材料，透明支撑基板本身可用于吸收和/或扩散激光能量，以防止在第一导电透明层中形成电极图案的同时损坏第二透明导电层。这样的制造方法不要求附加的层或用于这些层的附加的不同材料。因此，该方法的成本相对较低，能够保持高的生产量并生产相对薄的触摸面板。

激光束的波长可以为200nm至400nm，例如为266nm或355nm。这样的激光束例如可以使用二极管泵浦固体激光器相对廉价且可靠地产生。

透明支撑基板可以由包括无色聚酰亚胺(cpi)、聚醚酰亚胺(pei)、聚醚醚酮(peek)、聚碳酸酯(pc)以及pet的材料形成。透明支撑基板可以由如下材料形成：所述材料包括按重量计至少90％的、cpi、pei、pc、peek以及pet中的一个。透明支撑基板可基本由cpi、pei、pc、peek以及pet中的一个形成。cpi、pei和peek在约355nm的波长范围内具有理想的吸收特性。pet和pc在约266nm的波长范围内具有理想的吸收特性。

本发明还提供了用于触敏面板的透明导电膜，该透明导电膜具有分层结构，该分层结构包括多个均质层，该多个均质层至少包括第一透明导电层、第二透明导电层以及介于第一透明导电层与第二透明导电层之间的透明支撑基板，该透明支撑基板是分层结构的最厚层；其中，透明支撑层由包括cpi、pei、pc和peek中的一个的材料形成。

附图说明

本发明的其他特征和优点将在下文借助于非限制性示例以及附图进行描述，在附图中：

图1示意性地示出了用于触敏面板的示例性透明导电膜；

图2示意性地示出了用于触敏面板的示例性透明导电膜；以及

图3a和图3b示出了形成在第一透明导电层和第二透明导电层中的示例性电极图案；

图4示意性地示出了用于执行本发明的方法的示例性设备。

具体实施方式

图1示出了穿过用于触敏面板的透明导电膜的横截面。透明导电膜包括分层结构，该分层结构包括多个均质层。如图1所示，这些层可以包括第一透明导电层2、第二透明导电层3以及介于第一透明导电层2与第二透明导电层3之间的透明支撑基板1。透明支撑基板1为透明导电膜提供稳定性。因此，透明支撑基板是膜中的最厚层。透明支撑基板1例如可以占透明导电膜的厚度的50％以上或者75％以上。

还可以提供其他层。例如，如图2所示，可以在透明支撑基板1与透明导电层2、3之间设置附加的粘合层4，以改善透明导电层2、3到透明支撑基板1的粘合力。粘合层4可以分别直接设置在透明导电层2与透明支撑基板1之间以及在透明导电层3与透明支撑基板1之间。换句话说，粘合层可以分别与透明导电层2和透明支撑基板1接触以及与透明导电层3和透明支撑基板1接触。然而，粘合层4不是必需的，它们是可选的。例如，如图1所示，透明导电层2、3可以直接设置在透明支撑基板1的相对表面上。

透明支撑基板1透得过可见光，并且可以是电绝缘的。透明支撑基板1可以是刚性的或者可以是柔性的。例如，透明支撑基板1可以由聚合物材料制成。这样的材料包括pet、cpi、pei、pc和peek。透明支撑基板1的厚度可小于1mm。例如，透明支撑基板1可至少为0.01mm厚和/或小于0.15mm厚。例如，透明支撑基板1可约为0.05mm厚。较薄的支撑基板1制成更柔韧的膜。然而，如果透明支撑基板1变得太薄，就很难处理。

第一透明导电层2和第二透明导电层3可以由诸如氧化铟锡(ito)、氧化锡(sno2)、氧化锌(zno)的无机氧化物材料或其他透明导电氧化物(诸如氟掺杂氧化锡(fto))形成。这样的材料可例如通过物理气相沉积来施加。然而，也可以使用其它方法。其他材料可用于透明导电层，例如纳米粒子材料。纳米粒子材料可以包括例如金属纳米线(例如，银纳米线，agnw)、碳纳米管(cnt)、碳纳米芽(cnb)或石墨烯。这样的纳米颗粒材料可通过印刷到基板1上或通过一转移膜来施加。第一透明导电层2和第二透明导电层3可具有30nm至300nm的厚度。透明导电层2、3的薄层电阻(sheetresistances)可以为10欧姆/平方至30欧姆/平方。

透明支撑基板1和透明导电层2、3可分别和/或组合地在可见光波长范围内具有至少85％或至少90％的光透射率。

图3a和图3b分别示出了形成在第一透明导电层2和第二透明导电层3中的示例性电极图案。这些图示出了透明导电膜的相对面的平面图。形成在透明导电层2、3中的每一个中的电极图案包括平行线。这些平行线是正交的并且形成发射电极(tx)和接收电极(rx)。替代地，不同的电极图案可形成在第一透明导电层2和第二透明导电层3中。

可以通过激光束5对透明导电层2、3进行激光烧蚀来形成电极图案。如图1所示，激光束5可以从透明支撑基板1的设置有第一透明层2的一侧入射在第一透明导电层2上。此外，激光束5可以从透明支撑基板1的设置有第二透明导电层3的一侧入射在第二透明导电层3上。还如图1所示，在第一透明导电层2和第二透明导电层3中形成电极图案可以同时进行。

可以通过对透明导电层2、3进行激光烧蚀来形成电极图案。换句话说，激光束5破坏了透明导电层2、3与基板1之间的结合。透明导电层2、3可具有例如从0.5j/cm²至1j/cm²的激光烧蚀阈值能量密度。

激光束5可具有紫外线(uv)波长。例如，激光束波长可介于200nm至400nm之间。激光束波长可介于200nm至300nm之间，或者替代地介于300nm至400nm之间。例如，激光束波长可以为266nm或355nm。激光束5可以由例如二极管泵浦固体激光器产生。激光束5可受到脉冲。在正在被处理的透明导电层2、3内或在透明导电层2、3与相邻层之间的界面处的激光束5的能量密度可以等于或大于透明导电层2、3的激光烧蚀阈值。换句话说，激光束5的能量密度可以例如为0.5j/cm²至1j/cm²或更高。光学元件(例如透镜和/或镜子)可用于使激光束5聚焦。激光束5可聚焦在透明导电层2、3的距离激光束5最远的一侧。

透明支撑基板1被配置成使得由透明支撑基板1将激光束能量密度减小50％以上。透明支撑基板1可将激光束能量密度减小75％以上。换句话说，透明支撑基板的材料和厚度使得50％以上的激光能量被透明支撑基板1吸收。可以相互(mutually)选择透明支撑基板的材料和厚度以及激光波长和能量密度，使得在激光烧蚀期间，由透明支撑基板1将激光束能量密度减小50％以上。

透明支撑基板1可以由厚度为0.01mm至0.15mm的聚合物材料形成，该聚合物材料吸收入射在其上的激光束的能量的50％以上，并且透射入射在其上的可见光的90％以上，该激光束的波长为200nm至400nm并且该激光束的能量密度(例如0.5j/cm²至1j/cm²或更高)足以对导电层进行烧蚀。

在本发明的一个实施例中，355nm激光器用于形成电极图案，并且透明支撑基板1由cpi形成并且具有约0.05mm的厚度。cpi在355nm处具有相对较高的吸收率。因此，当激光束5穿过透明支撑基板1时，激光束能量密度降低了50％以上。pei、pc和peek也是与355nm激光器一起使用的合适基板材料并且可以被替换。

在本发明的另一实施例中，266nm激光器用于形成电极图案，并且透明支撑基板1由pet形成并且具有约0.05mm的厚度。pet在266nm处具有相对较高的吸收率。因此，当激光束5穿过透明支撑基板1时，激光束能量密度降低了50％以上。pc也是与266nm激光器一起使用的合适基板材料并且可以被替换。

直到现在，尚未考虑将cpi、pei、pc或peek用作触敏面板中的基板材料。pet是用于触敏面板的优选基板材料。然而，发明人已经发现，cpi、pei、pc以及peek具有如下令人惊奇的效果：即，高效吸收包括355nm的波长范围内的激光辐射，同时在可见光波长处足够透明。

此外，直到现在，尚未考虑将pet用作触敏面板中的基板材料且与使用uv激光波长的电极形成方法一起使用，而没有在基板上设置附加的阻挡层。然而，发明人已经发现，pet具有如下令人惊奇的效果：即，高效吸收包括266nm的波长范围内的激光辐射。因此，如果与适当的激光波长结合使用，则无需阻挡层即可使用pet基板。

图4示出了用于制造本发明的透明导电膜的示例性设备10。透明导电膜被设置在第一卷轴11上，该透明导电膜包括在透明支撑基板1上的第一透明导电层2和第二透明导电层3。透明导电膜从第一卷轴11上展开，然后经受激光束5以形成电极图案。其上形成有电极图案的透明导电膜可以重绕到第二卷轴12上。

如图4所示，设备10可进一步包括驱动滚筒13，该驱动滚筒用于驱动透明导电膜穿过该设备，即从第一卷轴11到第二卷轴12。在示出的示例性设备中，设置有三对驱动滚筒13a、13b和13c。也可驱动第一卷轴11和第二卷轴12。

设备10可进一步包括至少一个张力采集器(pickup)15。在图4示出的示例性设备10中，设置有两个张力采集器15a、15b，一个张力采集器邻近第一卷轴11，另一张力采集器邻近第二卷轴12。张力采集器15被配置成通过以给定压力按压在透明导电膜上来调节透明导电膜的张力。

设备10可进一步包括在激光束5下游的清洁单元17，该清洁单元用于在透明导电膜重绕到第二卷轴12上之前，清洁带有由激光烧蚀过程产生的碎屑的透明导电膜。清洁单元17可以将气体(诸如空气)流喷射到透明导电膜上以清洁透明导电膜。

设备10可进一步包括膜保护单元15。例如，如图4所示，可设置有两个膜保护单元15a、15b，一个膜保护单元邻近第一卷轴11，另一膜保护单元邻近第二卷轴12。当膜展开和重绕时，保护单元15a、15b保护膜。

设备10可进一步包括附加滚筒16，该附加滚筒用于改变透明导电膜在第一卷轴11与第二卷轴12之间的行进方向。

为了减小透明导电膜上的张力，从第一卷轴11上展开透明导电膜并将透明导电膜沿基本水平的方向重绕到第二卷轴12上可能是有利的。然而，在透明导电膜基本竖直时形成电极图案也可能是有利的。这是为了防止透明导电膜的下沉，透明导电膜的下沉可能会降低电极图案制作过程的准确性。因此，第一滚筒16a可以设置在第一卷轴11与激光束5之间，以将透明导电膜的方向从基本水平变为基本竖直。此外，第二滚筒16b可以设置在激光束5与第二卷轴12之间，以将透明导电膜的方向从基本竖直变回基本水平。

如图4所示，例如为了容纳清洁单元17，可以在第二滚筒16b与第二卷轴12之间设置附加滚筒16d和16e，以沿水平方向减小设备10的总体长度。

当形成电极图案时，可以沿副扫描方向(图4中的页面的向上/向下方向)相对于激光束5驱动透明支撑基板1，并且可以沿主扫描方向(图4中的页面的向内/向外方向)相对于透明支撑基板1驱动激光束5。