形成用于电容式触摸传感器的电极结构的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及形成用于电容式触摸传感器的电极结构的方法，以及涉及用于实现该方法的装置。
【背景技术】
[0002]有将电容式触摸传感器结合到诸如智能电话、MP3播放器、PDA(掌上电脑)、平板电脑、超极本PC (个人计算机)、ΑΙ0( —体机)PC等的设备中的需求。这样的设备通常具有由玻璃或者塑料制成的前透明盖，在该前透明盖的背面上结合有透明的电容式传感器。电容式传感器通常由下述基板组成，该基板由诸如塑料或者玻璃之类的透明材料制成，诸如氧化铟锡(ITO)之类的透明导电(TC)性材料被施加在基板的相对侧上并且被图案化以形成发射电极(Tx)层和接收电极(Rx)层。可选地，可以使用由施加到基板上的一个TC层组成的单层传感器，该一个TC层被适当地图案化并且被互连以形成可单独处理的Tx和Rx结构。
[0003]将盖/触摸传感器组件附接到通常由液晶显示器(IXD)组成的显示模块。这样的布置造成了令人不快的厚且重的盖/传感器/显示模块。为了降低厚度和重量，期望直接在盖上形成电容式触摸传感器或者以某种方式将触摸传感器集成在LCD中。
[0004]集成在IXD中的双层传感器可以有两种类型:“on-cell”类型和“in-celI”类型。在“on-cell ”类型中，传感器形成在IXD组件之上。在“ in-cell ”类型中，传感器的Tx层和Rx层位于LCD结构内部的各种位置。
[0005]在一种情况中，Tx和Rx电极形成在位于玻璃基板的相对两侧上的TC层中，该玻璃基板携载彩色滤光片(CF)组件并且形成IXD的上层基板。CF由沉积在黑矩阵(BM)结构中并且被涂覆以有机平整化(OP)层的有机RGB材料的条带制成。形成Tx电极的TC沉积在CF上的OP层之上，而形成Rx电极的TC直接沉积在玻璃基板的背侧上。
[0006]在另一情况中，Tx电极深埋在IXD中并且形成在TC层中，形成了与TFT在同一平面中的LCD的下电极。在该情况中，Rx电极形成在携载CF的基板的两侧中的一侧或另一侧上的TC层中。
[0007]对于Tx电极位于CF基板上并且形成IXD的上电极的情况，必须在IXD组装之前完成Tx图案化，而Rx电极的图案化可以发生在LCD组装之前或者之后。对于Tx电极与下IXD电极相结合并且Rx电极在CF基板的一侧或另一侧上的情况，则该Rx层可以在IXD组装之前或者之后被图案化。
[0008]因此，对于in-cell双层传感器，需要在位于玻璃基板上的RGB CF结构之上的有机物钝化(OP)层之上的TC层中形成Tx或者Rx电极图案，或者需要在下述玻璃基板上的TC层中形成Rx电极，该玻璃基板具有位于其背侧的CF结构。
[0009]在两种情况中，在TC层中形成电极结构的常见方法涉及基于抗蚀剂曝光和对TC的化学蚀刻的多步光刻处理。这样的光刻处理复杂并且会导致缺陷，尤其当在LCD组装完之后执行时。期望的是使用激光烧蚀在TC层中形成电极图案，但是如果使用标准的激光布置，会有下述重大风险:在激光烧蚀处理的过程中将会损害TC下面的各CF层、BM层或者OP层。
[0010]因此，本发明力图提供一种改进的方法，该方法使得能够使用激光烧蚀来在位于透明非导电层和彩色滤光片层之上的TC层中形成电极结构，而不会对TC之下的任何层造成重大损害。
【发明内容】
[0011]根据本发明的第一方面，提供一种使用脉冲式固体激光器通过激光直写刻划工艺(a direct write laser scribing process)在透明导电层中形成用于电容式触摸传感器的电极结构的方法，其中，所述透明导电层位于透明非导电层上，所述透明非导电层位于彩色滤光片层上，基板处的激光波长、脉冲长度和光束剖面选择如下:
[0012]i)在257nm到266nm范围内的波长
[0013]ii)在50fs到50ns范围内的脉冲长度
[0014]iii)最大值(Emax)与最小值(Emin)之间的功率密度或者能量密度的均匀性小于10%的“平顶(top hat)”光束剖面(beam prof ile)，其中均勾性定义为(Emax - Emin) /(Emax+Emin)
[0015]使得在所述透明导电层中形成凹槽，以使每个凹槽的相对两侧上的所述透明导电层的区域电隔离，同时基本上不损害所述透明导电层之下的所述透明非导电层或者所述彩色滤光片层或者黑矩阵阵列。
[0016]根据本发明的第二方面，提供一种装置，该装置被布置成实现如上所述的方法，所述装置包括脉冲式激光源，所述脉冲式激光源被布置成使用脉冲式固体激光器在透明导电层中对用于电容式触摸传感器的电极结构进行激光直写刻划，其中，所述透明导电层位于透明非导电层上，所述透明非导电层位于彩色滤光片层上，所述激光源被布置成在基板处提供如下的波长、脉冲长度和光束剖面:
[0017]i)在257nm到266nm范围内的波长
[0018]ii)在50fs到50ns范围内的脉冲长度
[0019]iii)最大值(Emax)与最小值(Emin)之间的功率密度或者能量密度的均匀性小于10%的“平顶”能量密度光束剖面，其中均勾性定义为(Emax - Emin) / (Emax+Emin)。
[0020]使用术语“平顶”来描述下述光束剖面:在整个光束上(在指定的界限之内)具有近均匀的功率密度或者能量密度。
[0021]本发明的其它优选和可选特征将通过下面的描述和说明书的所附权利要求而变得清楚。
【附图说明】
[0022]现在将参照附图仅经由示例对本发明进行进一步描述，其中:
[0023]图1是已知的IXD和CF组件的截面图；
[0024]图2是已知的CF单元的截面图；
[0025]图3是已知的on-cell类型的集成的触摸面板/CF/IXD组件的截面图；
[0026]图4是已知的第一类型的in-cell集成的触摸面板/CF/IXD组件的截面图；
[0027]图5是已知的第二类型的in-cell集成的触摸面板/CF/IXD组件的截面图；
[0028]图6通过根据本发明的第一方面的方法的一个实施例示出了用于在in-cell模块(例如图4或者图5中示出的那样)的透明导电层中设置电极结构的凹槽的形成；
[0029]图7示出了在该方法中在透明导体的表面处设置的“平顶”光束剖面；
[0030]图8示出了在透明导电层的表面上形成具有这样的“平顶”光束剖面的光束的第一种方法；
[0031]图9示出了在透明导电层的表面上形成具有这样的“平顶”光束剖面的光束的第二种方法；
[0032]图10是根据本发明的第二方面的用于实现图6中示出的方法的装置的优选实施例的示意性透视图；以及
[0033]图11示出了将如图9和图10中所示出的那样成形的平顶光束引入到图11的装置中的方式。
【具体实施方式】
[0034]图1示出了一种已知类型的IXD/CF模块的构造。液晶材料层I的第一(下)侦J被第一玻璃基板2限界，且其第二(上)侧被第二玻璃基板5限界，其中第一玻璃基板2覆盖有TFT设备3和第一 TC层4，第二玻璃基板5覆盖有CF层6和第二 TC层7。背光单元8发出穿过第一偏光片9并且穿过包括LCD/CF模块的所有层的非偏振光以通过第二偏光片10显现出来。存在多种其他的IXD/CF模块结构。CF层可以位于IXD层之前，例如在第一偏光片与背光之间。IXD结构还可以被倒转，TFT层在IXD的上侧而CF层位于IXD之上或者之下。
[0035]图2示出了典型的已知的CF和基板的细节。玻璃基板5具有形成在其第一侧上的RGB CF层。CF层由交替的条带11、12和13组成或者由分别对应于LCD的线或者LCD中单独像素的RGB材料的局部区域的二维阵列组成。RGB材料的条带被黑矩阵(BM)材料14的区域分隔开以提高观察对比度。通常使用多步的光刻工艺来形成这样的RGB和BM结构。
[0036]将薄的透明的不导电的有机平整化(OP)层