用于在透明襯底相對兩側上的涂層內形成圖案的方法和裝置的制造方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及用于在透明襯底相對兩側上的涂層內形成圖案的方法和裝置，特備是雙層電容式觸摸傳感器的制造方法和裝置，以及由該方法制成的產品。
【背景技術】
[0002]將具有多點觸摸功能的電容式觸摸傳感器包含在手持設備(例如智能手機、MP3播放器、PDA (個人數字助理)和平板PC (電腦)等)中的需求非常強烈。這種設備常常具有由玻璃或塑料制成的前透明蓋板，雙層透明電容式傳感器被結合到前透明蓋板的后面。這種布置可能導致蓋/傳感器模塊過厚且過重，因此，需要盡可能地減小雙層傳感器的厚度，同時仍然保持良好的投射觸摸性能。傳感器的合適厚度是0.2_或更小。
[0003]雙層傳感器領域的現有技術一般包括在分別獨立的襯底上制造發射(Tx)和接收(Rx)電極層，然后將它們層壓在一起。用于傳感器的兩個襯底一般由塑料制成。在這種情況下，制造總體厚度為0.2mm或更小的層壓雙層傳感器需要使用厚度為大約0.075mm或0.05mm的聚合物襯底，而這難以實現。
[0004]雙層傳感器領域的其他現有技術包括在單個透明襯底的相對兩面上沉積兩層相似的透明導電(TC)層，然后，在使用激光直寫刻圖在層內形成Tx和Rx電極。然而，這種工序受限于最小襯底厚度，因為隨著玻璃襯底的厚度小于約0.4mm，激光束對一側上TC進行刻圖將損壞另一側上TC的問題變得非常嚴重。
[0005]一般使用光刻工藝對雙層觸摸傳感器的TC層進行刻圖，該工藝包含抗蝕劑的應用、通過掩膜曝光、抗蝕劑顯影、TC層的化學刻蝕和最終的抗蝕劑剝離。這種對每個需要刻圖的材料層必須重復的多步驟工序具有與其相關的高成本，因為需要大量資本的設備和需求大量的化學制品。造成高成本的一個主要因素就是對于每個傳感器設計，需要刻圖的每一層都需要特別昂貴的掩膜。激光直寫刻圖克服了所有這些缺陷。因此，存在使用激光刻圖工藝但同時能夠在單個薄襯底上制造雙層傳感器的強烈愿望。兩層被提供在襯底的相對兩側上，因此兩層都被曝光(而不是被另外的層覆蓋并因此被夾在兩層之間)。
[0006]本發明目的在于解決上述問題，通過提供一種對襯底的相對兩側上的涂層進行激光直寫刻圖的方法和設備，當在第二涂層形成圖案時不會對第一涂層造成明顯的損壞。
【發明內容】
[0007]根據本發明的第一方面，提供一種在透明襯底相對兩側的涂層內通過激光直寫刻圖形成圖案的方法，襯底在其相對兩側上具有第一和第二面，該方法包括步驟:
[0008]a)在襯底的第一側上提供第一透明涂層，第一涂層由具有相對高的激光燒蝕閾值能量密度的材料構成；
[0009]b)將襯底安裝在工作臺上或將襯底定位在夾具上；
[0010]c)使用第一激光束通過激光燒蝕在第一透明涂層內形成第一圖案；
[0011]d)在形成所述第一圖案之后，在襯底的第二側上提供第二透明涂層，第二涂層由具有相對低的激光燒蝕或改性(modificat1n)閾值能量密度的材料構成；
[0012]使用第二激光束通過激光燒蝕或改性在第二透明涂層內形成第二圖案，第二激光束的能量密度低于第一激光束的能量密度，使得第二透明涂層的燒蝕不會對第一透明涂層造成明顯的損壞。
[0013]根據發明的第二方面，提供一種裝置，所述裝置用于在提供在透明襯底的相對兩側上的第一和第二透明涂層內通過激光直寫刻圖形成圖案，襯底在其相對兩面上具有第一和第二側，所述裝置包括:
[0014]工作臺或夾具，襯底能夠被安裝在工作臺上或被定位在夾具上；
[0015]第一激光源，被設置為提供第一激光束，用于在襯底的第一側上的第一透明涂層內通過激光燒蝕形成第一圖案；和
[0016]第二激光源，被設置為提供第二激光束，以在襯底的第二側上的第二透明涂層內通過激光燒蝕或改性形成第二圖案，
[0017]第二激光束的能量密度小于第一激光束的能量密度，使得第二透明涂層的燒蝕不會對第一透明涂層造成明顯的損壞。
[0018]發明還涉及這樣一種裝置，該裝置與透明襯底結合，透明襯底在其第一側上具有第一透明涂層，第一涂層由具有相對高的激光燒蝕閾值能量密度的材料構成；以及在襯底的第二側上具有第二透明涂層，第二涂層由具有相對低的激光燒蝕或改性閾值能量密度的材料構成。
[0019]發明進一步涉及一種用于執行如上詳細說明的方法的如上詳細說明的裝置的使用。
[0020]根據發明進一步的方面，提供一種由如上描述的方法所形成的產品，所述產品包括具有第一和第二圖案的透明襯底，所述第一和第二圖案在襯底第一和第二側上的第一和第二透明導電涂層內通過激光直寫刻圖形成，第一和第二涂層由不同材料構成，第一涂層由具有相對高的激光燒蝕閾值能量密度的材料構成，而第二涂層由相對低的激光燒蝕或改性閾值能量密度的材料構成。
[0021]本發明因此能夠對薄襯底的相對兩側上的涂層進行激光直寫刻圖，且當在襯底另一側的第二涂層內通過激光直寫刻圖形成圖案時不會對第一涂層造成明顯的損壞。在進行激光刻圖時，這兩個涂層均是暴露的，使得它們在激光燒蝕期間能自由膨脹并蒸發。它們燒蝕的特性因此不同于被夾在其他層之間的層(因此是不能自由膨脹)的燒蝕特性。由這樣疊壓的層所施加的反壓力趨于大幅提高燒蝕閾值。
[0022]術語“襯底”具有其常規含義，即它是提供基底的初始層，其他材料能夠被沉積在該基底上(用于后續刻圖等)。在此文中，“薄襯底”為透明的單層襯底，且當具有類似于用于在第一涂層內形成圖案所使用的激光的能量密度的激光被用于在第二涂層內(在同一襯底的相對側上)形成圖形時，其厚度不足以保護第一涂層(在襯底的第一側上)，然而該厚度使得襯底可以作為其他材料能被沉積在其上的基底。
[0023]襯底優選地具有至少0.05mm且小于0.5mm的厚度，并優選小于0.2mm。
[0024]發明其他優選的和可選的特征將從本說明書所附的權利要求和以下的描述中為顯而易見的。
【附圖說明】
[0025]現僅通過實施例并參考附圖對本發明進行進一步描述，其中:
[0026]圖1顯示了在其每側上具有涂層的已知襯底的橫截面視圖；
[0027]圖2A和2B為典型地可提供在襯底每側涂層內的已知電極圖案的示意圖；
[0028]圖3為如圖1所示的已知襯底在涂層內電極圖案形成之后的橫截面視圖；
[0029]圖4A-4D為圖解根據本發明實施例的襯底在其相對兩側的涂層內圖案形成各階段的橫截面視圖；
[0030]圖5為在執行根據本發明方法中使用的裝置的一種形式的側視圖；
[0031]圖6為圖解相對于襯底移動該裝置的一種方式的示意性立體圖；
[0032]圖7為圖解相對于襯底移動該裝置的另一種方式的示意性立體圖；
[0033]圖8A和8B為執行根據本發明方法的裝置的其他形式的示意圖；
[0034]圖9為可用于本發明某些實施例中的轉移膜的橫截面視圖；
[0035]圖10A-10D為圖解襯底在其相對兩側的涂層內圖案形成各階段的橫截面視圖，其中在方法中使用了圖9的轉移膜；
[0036]圖11為用于執行圖10A-10D所示各階段的裝置的示意圖；
[0037]圖12為用于執行類似于圖4所圖解的方法的生產線的示意圖；和
[0038]圖13為用于執行類似于圖10所圖解的方法的生產線的示意圖。
【具體實施方式】
[0039]本發明具體參照其在雙層電容式觸摸傳感器面板的電極的制造中的使用進行描述，但其也可以用于需要在透明襯底相對兩側上暴露的涂層內形成圖案的其他應用中。
[0040]圖1顯示了用于典型的雙層投射式電容觸摸面板的襯底I的橫截面。襯底I是透明的，且可以是剛性的并由玻璃或其他無機透明材料(如二氧化硅)制成，或者可以是彈性的并由聚合物制成(例如聚酯(PET)、聚碳酸酯(PC)或亞克力(PMMA))。雖然襯底具有使得其可被安裝在用于加工的工作臺(stage)上的厚度，但是襯