专利名称：触摸屏基板的薄膜激光切割设备及其方法
触摸屏基板的薄膜激光切割设备及其方法技术领域：
本发明涉及一种薄膜激光切割设备及其方法，更具体涉及一种触摸屏基板 的薄膜激光切割设备及其方法。背景技术：
在我们的曰常生活中，诸如电脑、PDA、手机等许多电子产品都设置有触 摸屏。触摸屏是一种与电子显示器配合使用的人机界面装置，如图1所示，触 摸屏主要由上线路层81和下线路层82组成。 一般来说，上线路层81使用ITO 薄膜，而下线路层82可选用ITO薄膜或者玻璃基板。两个线路层81、 82中间 由极小的绝缘点83支撑。当操作者点触触摸屏时，上线路层81与下线路层82 的导电线路相互接触，由此控制器可接收到此触点信息并进行相应的功能操作。 此外，触摸屏上下两侧还可以进一步设置薄膜膜84。以上材料层为ITO薄膜，下材料层为玻璃基板的触摸屏为例，现有触摸屏 的制作工艺主要包括首先，在大块的薄膜材料和玻璃材料上分别制作出多个 ITO (氧化铟锡)线路单元；然后，利用玻璃切割工具将大块的玻璃材料切割成 包括单个线路单元的小块玻璃基板，并利用冲压(刀模冲断)将大块的薄膜材 料切割成包括单个线路单元的小块ITO薄膜；最后再对小块的玻璃基板和ITO 薄膜进行贴合，形成单个触摸屏。上述触"l莫屏制作工艺的制作工序复杂、流程多、效率低，而且上下材料贴 膜时，不好对准、容易产生废品。此外，冲压出的ITO薄膜容易出现毛边，需 要进行额外的打磨工序。
发明内容为了解决现有触摸屏制作工艺需要对薄膜材料进行预先冲压切割，导致触 摸屏的制作工序多、效率低的技术问题，本发明提供一种能够利用激光对具有 多个触摸屏单元的大块触摸屏基板的ITO薄膜进行切割的触摸屏基板的薄膜激 光切割设备及其方法。本发明解决现有触摸屏制作工艺需要对薄膜材料进行预先冲压切割，导致
触摸屏的制作工序多、效率低的技术问题所采用的技术方案是提供一种触摸 屏基板的薄膜激光切割设备，该触摸屏基板包括第一和第二线路层，其中第一 线路层为"&置有多个线路单元的ITO薄膜，该薄膜激光切割设备包括用于支撑触摸屏基板的工作台；用于产生激光能量束的激光器；用于将激光能量束导引到第一线路层上的光学系统；以及用于使激光能量束按一定图案作用第 一线 路层以便分离线路单元的运动系统。才艮据本发明 一优选实施例，第二线路层为设置有多个与第 一线路层的线路单 元对应的线路单元的玻璃基板。根据本发明一优选实施例，第二线路层为设置有多个与第 一线路层的线路单 元对应的线路单元的ITO薄膜，激光能量束进一步作用第二线路层。根据本发明一伊Cit实施例，运动系统包括沿第一方向传动激光能量束的X 轴运动系统，以及沿与第 一方向垂直的第二方向传动工作台的Y轴运动系统。根据本发明一优选实施例，运动系统进一步包括用于旋转工作台的工作台旋 转系统。根据本发明一优选实施例，工作台旋转系统以90度角旋转工作台。 根据本发明一优选实施例，工作台的表面设置有多个气孔，工作台进一步设置与该多个气孔连通的真空口 ，薄膜激光切割设备进一步包括与真空口连通的抽真空设备。根据本发明一优选实施例，工作台设置有与该多个气孔连通的吹气口，薄膜 激光切割设备进一步包括与吹气口连通的吹气设备。根据本发明一优选实施例，薄膜激光切割设备进一步包括用于控制抽真空设 备和吹气设备的脚踏开关。根据本发明一优选实施例，薄膜激光切割设备进一步包括设置在工作台上方 的烟尘排放口以及与烟尘排放口连通的烟尘排放设备。本发明解决现有触摸屏制作工艺需要对薄膜材料进行预先冲压切割，导致 触摸屏的制作工序多、效率低的技术问题所采用的另一种技术方案是提供一 种触摸屏基板的薄膜激光切割方法，该触摸屏基板包括第一和第二线路层，其 中第一线路层为设置有多个线路单元的ITO薄膜，该切割方法包括将触摸屏 基板放置在工作台上；将激光能量束导引到第一线路层上；以及使激光能量束 按一定图案作用第一线路层以便分离线路单元的运动系统。根据本发明一优选实施例，第二线路层为设置有多个与第一线路层的线路单 元对应的线路单元的ITO薄膜，该切割方法进一步包括使激光能量束按一定图案作用第二线路层。才艮据本发明一优选实施例，该切割方法包括沿第一方向传动激光能量束以及 沿与第一方向垂直的第二方向传动工作台。根据本发明一优选实施例，该切割方法进一步包括旋转工作台。根据本发明一优选实施例，该切割方法包括以90度角旋转工作台。 通过采用上述设备和方法，利用激光对具有多个触摸屏单元的触摸屏基板的ITO薄膜进行切割，简化了触樣齊制作的工艺流程，提高了生产效率、成品率以及产品质量。
图1是现有触摸屏的结构示意图；图2是根据本发明的触摸屏基板的薄膜激光切割设备的主截面视图； 图3是根据本发明的触摸屏基板的薄膜激光切割设备的侧截面视图。
具体实施方式如图2和图3所示，图2和图3分别是根据本发明的触摸屏基板的薄膜激 光切割设备的主截面视图和侧截面视图。在本发明的薄膜激光切割设备中，用 于产生预定波长的激光能量束的激光器2固定在机架1上。激光器2所发出的 激光能量束经适当的光学元件导引到切割头3,并由切割头3聚焦并导引到工作 台4的表面，以便作用在支撑在工作台4的触摸屏基板(未图示)的ITO薄膜 上。在本实施例中，激光器2采用二氧化碳激光器。切割头3固定在X轴运动系统5上，X轴运动系统5转而固定在机架1上。 X轴运动系统5可沿X轴方向传动切割头3，即，在X轴方向上传动激光能量 束。工作台4则固定在工作台旋转系统6上，工作台旋转系统6进一步固定在Y 轴运动系统7上，而Y轴运动系统7又固定在机架1上。在本实施例中，工作 台旋转系统6以90度角旋转工作台4, Y轴运动系统7则在垂直于X轴的Y轴 方向上传动工作台旋转系统6和工作台4。在本实施例中，X轴运动系统5和Y 轴运动系统7可由步进电机或伺服电机驱动并由同步带传动或丝杆传动，工作 台旋转系统5则可以直接由驱动马达或气缸驱动。此外，本领域技术人员显而 易见，本发明的运动系统还可以采用其它形式，例如XY工作台。在本发明中，触摸屏基板包括第一和第二线路层，其中第一线路层为设置
有多个线路单元的ITO薄膜，而第二线路层可选择玻璃基板或ITO薄膜，第二 线路层上设置有多个与第 一线路层的线路单元对应的线路单元。如下文进一步 详细描述的，X轴运动系统5、工作台旋转系统6和Y轴运动系统7相互配合 使得激光能量束按一定图案作用触摸屏基板的第 一线路层，以便分离第 一线路 层上的线路单元。当第二线路层采用玻璃基板时，通过控制系统控制激光器2 的激光功率和/或通过切割头3调节激光能量束的焦斑大小，使得激光能量束的 能量密度与切割速度配合刚好切断第一线路层，同时不会作用到第二线路层。 当第二线路层同样采用ITO薄膜时，则可以利用激光能量束同时作用第二线路 层，由此实现第二线路层上的线路单元的分离。在本实施例中，工作台4在面向触摸屏基板的表面设置有多个气孔40,工 作台4背面进一步设置有与该多个气孔40连通的真空口 41，本发明的薄膜激光 切割设备进一步包括与真空口 41连通的抽真空设备(未图示)。真空口 41的作 用是在切割过程中对多个气孔40抽真空，使得工作台4产生负压，以吸附触摸 屏基板，使其不易滑动。此外，工作台4还进一步设置有与该多个气孔40连通 的吹气口 42,本发明的薄膜激光切割设备进一步包括与吹气口 42连通的吹气设 备(未图示)。吹气口 42的作用是在上下料的过程中向多个气孔40输出气体， 利用压缩气反吹起触摸屏基板，便于拿取触摸屏基板。抽真空设备和吹气设备 可采用手动开关控制。作为优选方案，本发明的薄膜激光切割设备进一步包括 用于控制抽真空设备和吹气设备的脚踏开关8,这样操作人员在放置和拿取触摸 屏基板时无需用手控制真空设备和吹气设备，进一步增加了工作效率。本发明的薄膜激光切割设备进一步包括设置在工作台4上方的烟尘排放口 9。并且，本发明的薄膜激光切割设备优选进一步包括通过烟尘排放通道10与 烟尘排放口 9连通的烟尘排放设备(未图示)。本发明的薄膜激光切割设备进一 步包括视频定位系统以及与视频定位系统 相连的显示系统。在本实施例中，本发明的薄膜激光切割设备包括左视频定位 系统ll、右视频定位系统12以及与二者相连的显示器13。左视频定位系统ll 用于放大触摸屏基板左边定位点或切割轨迹，左视频定位系统11安装在左调节 机构14上，左调节机构14安装在X轴运动系统5的上方。左调节机构14用于 在XYZ三维方向上微调左视频定位系统11相对触摸屏基板的相对位置。右视 频定位系统12用于放大触摸屏基板右边定位点或切割轨迹，右视频定位系统12 定位在右调节机构15上，右调节机构15安装在运动定位机构16上，运动定位
机构16进一步安装在X轴运动系统5的上方。右调节机构15用于在YZ 二维 方向上微调右视频定位系统12相对触摸屏基板的相对位置，运动定位机构16 则用于在工作台旋转系统6旋转90度后沿X方向定位右视频定位系统12。经 左视频定位系统11和右视频定位系统12采集并放大的图像在显示器13进行清 晰显示，以便于定位以及切割过程的监控。在使用过程中，首先将具有多个触摸屏单元的触摸屏基板放置在工作台4 上，并启动抽真空设备，利用气孔40吸附触摸屏基板。如果切割轨迹为直线形 式，则首先对切割位置进行定位，再由X轴运动系统5带动切割头3沿X轴方 向移动，由此在触摸屏第一方向上切割出第一条轨迹。Y轴运动系统7精确进 给运动，再由X轴运动系统5带动切割头3移动，在触摸屏第一方向上切割出 第二条4ii^，依次循环。切割完第一个方向后，工作台旋转系统6带动工作台4 以及触摸屏基板旋转90度，进行触摸屏基板的第二方向切割。当切割轨迹为非直线形式时，以根据电脑绘图的图形为切割轨迹，由X轴 运动系统5和Y轴运动系统7同时动作切割出所需的轨迹。通过采用上述设备，利用激光对具有多个触摸屏单元的触摸屏基板的ITO 薄膜进行切割，简化了触摸屏制作的工艺流程，提高了生产效率、成品率以及 产品质量。在上述实施例中，仅对本发明进行了示范性描述，但是本领域技术人员在 不脱离本发明所保护的范围和精神的情况下，可根据不同的实际需要设计出各 种实施方式。
权利要求
1. 一种触摸屏基板的薄膜激光切割设备，所述触摸屏基板包括第一和第二线路层，其中所述第一线路层为设置有多个线路单元的ITO薄膜，所述薄膜激光切割设备包括用于支撑所述触摸屏基板的工作台；用于产生激光能量束的激光器；用于将所述激光能量束导引到所述第一线路层上的光学系统；以及用于使所述激光能量束按一定图案作用所述第一线路层以便分离所述线路单元的运动系统。
2. 根据权利要求1所述的薄膜激光切割设备，其特征在于所述第二线路 层为设置有多个与所述第一线路层的线路单元对应的线路单元的玻璃基板。
3. 根据权利要求1所述的薄膜激光切割设备，其特征在于所述第二线路 层为设置有多个与所述第一线路层的线路单元对应的线路单元的ITO薄膜，所 述激光能量束进一步作用所述第二线路层。
4. 根据权利要求1所述的薄膜激光切割设备，其特征在于所述运动系统 包括沿第一方向传动所述激光能量束的X轴运动系统，以及 沿与所述第一方向垂直的第二方向传动所述工作台的Y轴运动系统。
5. 根据权利要求4所述的薄膜激光切割设备，其特征在于所述运动系统 进一步包括用于旋转所述工作台的工作台旋转系统。
6. 根据权利要求5所述的薄膜激光切割设备，其特征在于所述工作台旋 转系统以90度角旋转所述工作台。
7. 根据权利要求1所述的薄膜激光切割设备，其特征在于所述工作台的 表面设置有多个气孔，所述工作台进一步设置与所述多个气孔连通的真空口 ， 所述薄膜激光切割设备进一步包括与所述真空口连通的抽真空设备。
8. 根据权利要求7所述的薄膜激光切割设备，其特征在于所述工作台设 置有与所述多个气孔连通的吹气口 ，所述薄膜激光切割设备进一步包括与所述 吹气口连通的吹气设备。
9. 根据权利要求8所述的薄膜激光切割设备，其特征在于所述薄膜激光 切割设备进一步包括用于控制所述抽真空设备和所述吹气设备的脚踏开关。
10. 根据权利要求1所述的薄膜激光切割设备，其特征在于所述薄膜激光 切割设备进一步包括设置在所述工作台上方的烟尘排放口以及与所述烟尘排放 口连通的烟尘排放设备。
11. 一种触摸屏基板的薄膜激光切割方法，所述触摸屏基板包括第一和第 二线路层，其中所述第一线路层为设置有多个线路单元的ITO薄膜，所述切割 方法包括将所述触摸屏基板放置在工作台上； 将所述激光能量束导引到所述第一线路层上；以及 使所述激光能量束按一定图案作用所述第一线路层以便分离所述线路单元。
12. 根据权利要求ll所述的薄膜激光切割方法，其特征在于所述第二线 路层为设置有多个与所述第一线路层的线路单元对应的线路单元的ITO薄膜， 所述切割方法进一步包括使所述激光能量束按一定图案作用所述第二线路层。
13. 才艮据权利要求11所述的薄膜激光切割设备，其特征在于所述切割方 法包括沿第一方向传动所述激光能量束以及沿与所述第一方向垂直的第二方向 传动所述工作台。
14. 根据权利要求13所述的薄膜激光切割设备，其特征在于所述切割方 法进一步包括旋转所述工作台。
15. 根据权利要求14所述的薄膜激光切割设备，其特征在于所述切割 方法包括以90度角旋转所述工作台。
全文摘要
本发明涉及一种触摸屏基板的薄膜激光切割设备及切割方法，该触摸屏基板包括第一和第二线路层，其中第一线路层为设置有多个线路单元的ITO薄膜。该薄膜激光切割设备包括用于支撑触摸屏基板的工作台；用于产生激光能量束的激光器；用于将激光能量束导引到第一线路层上的光学系统；以及用于使激光能量束按一定图案作用第一线路层以便分离上述线路单元的运动系统。通过采用上述设备，利用激光对具有多个触摸屏单元的触摸屏基板的ITO薄膜进行切割，简化了触摸屏制作的工艺流程，提高了生产效率、成品率以及产品质量。
文档编号C03B33/00GK101396770SQ200710123719
公开日2009年4月1日 申请日期2007年9月28日 优先权日2007年9月28日
发明者朱晓枫, 杨锦彬, 程文胜, 郑其锋, 高云峰 申请人:深圳市大族激光科技股份有限公司