CN103530007A - 利用激光雕刻的电容式共平面触控面板装置的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明是有关于一种电容式共平面触控面板装置的制造方法，包括以下步骤：a)提供具有一第一尺寸的一玻璃母板；b)裁切玻璃母板为玻璃基板，玻璃基板具有第二尺寸，第二尺寸小于第一尺寸；c)强化玻璃基板至预定的硬度；d)在玻璃基板的一侧面上具有预定厚度的透明导电层；e)施加一激光雕刻处理至透明导电层上，用以提供一预定图案的透明导电层。

Description

利用激光雕刻的电容式共平面触控面板装置的制造方法

技术领域

本发明是有关电容式共平面触控面板装置的制造方法。

背景技术

电容式触控面板(Capacitive touch panels)广泛地用于使用者与电子装置的互动。特别是透明触控面板可用于显示装置上，使得使用者与显示装置互动，例如经由触碰用以响应显示装置上弹出的询问，经由触碰用以选择显示装置上选单中的选项，卷动选项清单或提供任意格式的输入，例如在显示装置上画一个物体，像是以手写的文字作为输入的文字。触控面板例如是用于移动(智能型)手机、携带型媒体播放器、游戏装置及其它消费用品，或像是打印机、复印机、扫描机等装置，以及计算机显示器的使用者界面。如下叙述本发明的触控面板，也可应用于此些同等的装置中。

在已知的触控面板装置中，具有图样化的铟锡氧化物(ITO)层(或其它透明导电层)的触控感应基板玻璃上具有覆盖板(cover plate)，此覆盖板例如为玻璃组成。依据先前技术中触控面板装置的制造方法，可制造具有透明导电层的触控感应基板玻璃的步骤如下：

1.提供一较大的玻璃母板；

2.在玻璃母板的至少一侧上溅射ITO材料，使其具有一期望的厚度；

3.施加一光刻处理(lithography process)至透明导电层上，用以产生图案化透明导电层，

4.将具有图案化透明导电层的较大的玻璃母板裁切为较小的玻璃基板，较小的玻璃基板具有预定的尺寸可用于特定的应用，像是智能型手机的触控屏幕。

步骤3中，原则上可使用其它的方法来产生图案化透明导电层。然而，现今未有人施加其它的技术，因为都比(标准的)光刻处理更昂贵。

为了使触控感应装置更薄且降低整体成本，请参见美国专利公开号US2010/0097344，已提出在覆盖板的背面上，整合感应元件的第一层，可称为「窗口整合型(window integrated type)」触控面板。背面是定义为覆盖板非面向使用者的一侧。在此配置中，覆盖板可作用为保护盖及触控灵敏感应器的基板。然而，有时会希望使用玻璃型(glass type)覆盖板，覆盖板必须在应用于最终的装置前强化。举例像是以下为在现今被广泛使用的玻璃型触控面板：朝日(Asahi)的升龙(Dragontrail)或康宁(Corning)的大猩猩玻璃(Gorilla Glass)。为了保持/具有玻璃期望的强度，强化动作应于单片切割(singulation)大玻璃板之后施行，而这将会产生问题。然而，由于强化动作需要高温，无法于已施加透明导电层的状态进行。因此，透明导电层必须在切割及强化之后，施加并图案化于单一玻璃基板上。所产生的问题是，在单一玻璃基板上通过光刻处理的图案化太过昂贵。因此，需要提供另一种图案化的方法。

发明内容

为解决此问题，本发明提出以下电容式共平面触控面板装置的制造方法，至少包括以下动作：a)提供具有第一尺寸的玻璃母板，b)裁切玻璃母板为玻璃基板，玻璃基板具有第二尺寸，第二尺寸小于第一尺寸，c)强化第二尺寸的玻璃基板至期望的硬度，d)在至少一具有第二尺寸的玻璃基板的一侧面加上预定厚度的透明导电层，e)在透明导电层上施加激光雕刻处理，用以提供具有预定图案的透明导电层，使该至少一玻璃基板具有图案化透明导电层。

由于破坏脆弱的小尺寸玻璃母板的风险低于光刻法且应用于小屏幕上时更为便宜，施加激光雕刻于裁切成第二尺寸的玻璃基板上的图案化透明导电层(例如指定为触控面板应用的尺寸)，已被证明是有更佳的效果。

本发明的实施例是关于一种触控面板装置，包括窗口板(window plate)背面具有激光雕刻的图案化透明导电层，图案化透明导电层提供触控灵敏接口区(touch sensitive interface area)。

在另一实施例中，本发明提供一种触控面板装置的设备，该设备是作为智能型手机、平板个人计算机、数字相机、汽车导航系统、数码多功能光盘/蓝光(DVD/blu ray)播放器、游戏装置、平板计算机显示器、打印机、扫描机及复印机其中之一。

附图说明

图1a及1b绘示显示装置上具有电容式触控屏幕的装置。

图2a及2b绘示装置中的电容式触控感应器与显示装置，此装置是依据先前技术中，图样化透明导电层尚未整合至玻璃盖板中，但已施加至玻璃盖板下的触控感应基板玻璃上。

图3a、3b及3c绘示窗口整合型的电容式触控感应器与可替代的显示装置的配置。

图4绘示电容式触控感应器与窗口整合型的显示装置的再一可替代的配置。

图5绘示触控面板装置的上视图，并示意性地指出感应器单元。

图6a及6b绘示导电线的一些例子，提供感应器单元与感应器控制器之间的绕线路径。

图7a至7f绘示可用于激光雕刻法的装置。

图8绘示非平面电容式触控面板。

[标号说明]

1：装置                            2：显示装置

3、80、100、103：电容式触控感应器  4：装置控制器

5：图示                            6：键盘

7：无线电                          8：相机

9：滚球                            10：显示器

12：行驱动器                       14：列驱动器

16：显示控制器                     20：光源

22：背光控制器                     30：透明触控面板

34：感应控制器                     36：触控驱动器

40：显示模块                       72：第一光学清晰胶层

74：第二光学清晰胶层               76：第三光学清晰胶层

81：第一电极                       82：第二电极

83：玻璃板                         90、203：显示装置

91：背光系统                       92：背板

94：前板                           96：LCD层

98、132：偏振片                    110：第一感应器电极层

112：第一电极                      112’：非平面透明导电层

112(1)-112(4)、85：第一感应元件    120：第二感应器电极层

122：第二电极                      125：第二光学透明胶层

133：光学清晰胶                    135：第一光学透明胶层

140：透明窗口板                    192：背板

194：前板                          196：有机发光材料层

197：电极层                        201：OLED型显示装置

202、402：前表面                   300：壳体

421’：触控感应器                  423：按键感应器

425、427：侧边                     428：非透明层

429、429’：导电线                 441：激光单元

442：扫描镜                        443：y轴扫描仪

444：反射镜                        445：x轴扫描仪

448：图像镜片                      446：图像屏蔽

449、449(1)、449(2)、449(3)：激光束

447：玻璃基板                      447’：非平面玻璃基板

450：固定镜                        451：图案

452：柱面透镜                      453：光束放大单元

454：xy座                          455、455’：屏蔽

457：镜片系统                      459(1)、459(2)：表面部

具体实施方式

图1a及1b绘示依据本发明实施例所制造具有图案化透明导电层(或其它透明导电层)的玻璃覆盖板的设备1。设备1包括显示装置2、电容式触控感应器3以及装置控制器4，装置控制器4用以操作电容式触控感应器3及显示装置2。显示装置2及电容式触控感应器3的配置可作为显示模块40。

设备1还可包括例如键盘6、无线电7、相机8及滚球9，键盘6接受使用者的输入，用以控制设备1，无线电7用以发送及接收消息，像是语音消息、文字消息及/或图像，相机8用以拍摄图像，滚球9接受使用者更进一步的输入，用以控制设备1。

设备1可例如为图1a所绘示的移动(智能型)手机、数字相机、汽车导航系统、移动式DVD/蓝光播放器、游戏装置或其它手持消费产品、平板计算机显示器或专业的设备，像是打印机、扫描机或复印机。

显示装置2包括显示器10及显示控制器16，显示器10包括多个被像素驱动值所驱动的像素，显示控制器16用以接收输入图像中输入图像像素的色彩输入值，并驱动具有像素驱动值的显示器10。显示控制器16电性连接行驱动器12及列驱动器14，用以依据已知的方法驱动具有像素驱动值的显示器10的多个像素。显示控制器16可从装置控制器4接收输入图像，并使用此输入图像驱动显示器10。藉由显示控制器16，可选择地产生整体或部分的输入图像，例如提供测试图像。输入图像可表示为例如是清单，可以例如一组图标5显示在显示器上。在绘示的实施例中，显示装置还包括光源20及背光控制器22。背光控制器22电性连接于显示控制器16及/或装置控制器4与光源20。光源20经由背光控制器22所驱动，用以照亮显示器10。在此例子中，显示器10为一LCD显示器。可理解的是，替代的显示器10可为OLED显示器，在此情况下是省略光源20及背光控制器22。

电容式触控感应器3包括透明触控面板30、感应控制器34及触控驱动器36。感应控制器34电性连接于触控驱动器36，触控驱动器36连接触控面板30上的电极(未绘示)，用以依据已知的方法操作触控面板30。尤其，可设置感应控制器34，用以检测触控输入至触控面板30上的位置。在其它实施例中，感应控制器34可用以检测触控面板30是否被触碰。

显示器10位于触控面板30后方，使用者得以通过触控面板30来观看显示器10。当显示器10以图标5显示清单时，使用者可因此观看到图示5，并利用手指触控选择的图示或例如利用触控笔用以选择图示。当图标5代表一应用程序，图标5被选择时可启动处理应用程序，使用者可利用手指或触控笔输入信息至触控面板30，因此组成与信息相关的图像显示于显示器10上。应用程序可例如包括文字处理应用程序。文字处理应用程序可包括字母识别，用于转换手写输入的字母为格式化的文字。格式化的文字可接着显示于显示器上。应用程序可例如包括绘图应用程序。绘图应用程序可包括获得输入的绘图元件，像是线条，并显示此绘图元件于显示器上。可理解的是，其它触控面板30的操作模式以及显示器装置2与触控感应器3之间的配合模式，可作为额外或替代以上所述的模式。

图1b所绘示的各个方块可以各自独立的硬件单元来实施，但在另一实施例中，各个方块也可集成至单一的硬件单元，例如显示控制器16及感应控制器34可集成至一混合控制单元中。

图2a/2b绘示已知在设备1中，电容式触控感应器80与显示装置90的配置。图2a/2b的装置中，覆盖窗口板下有一具有图案化透明导电层(或其它透明导电层)层的单独玻璃板。值得注意的是，以下图案化透明导电层将被称为“ITO”层112。然而，此层可由本领域技术人员所知其它合适的透明导电层所组成，例如，透明导电有机层。

设备1包括壳体300，壳体300具有透明窗口板140覆盖电容式触控感应器80，用以保护电容式触控感应器80，使得使用者可通过透明窗口板140及电容式触控感应器80观看显示器10。透明窗口板140具有介于0.5毫米(mm)与4毫米之间的厚度，在一实施例中透明窗口板140的厚度介于0.5mm与1.5mm之间，例如0.7mm，包括0.05mm的厚度公差。电容式触控感应器80包括透明玻璃板83。第一电极81包括多个第一感应元件85，第一感应元件85设置于玻璃板83上且位于电容式触控感应器80的正面，例如位于面对透明窗口板140的面上。第二电极82为一单一电极，设置于玻璃板83上且位于电容式触控感应器80的背面，例如，位于面对显示装置90的面上。

第一电极81与第二电极82为透明导电材料所组成，例如ITO。以下将对多个例如是由图案化玻璃板83上的ITO层所组成的第一感应元件85有更多详细的解释。多个第一感应元件85及第二电极83经由触控驱动器36连接感应控制器34(连接未绘示)。感应控制器34是经由使用者于透明窗口板140的触控输入，用以决定电容式触控感应器上的一触控位置，感应控制器34使用例如是已知的方法，将第一电极81的第一感应元件85与第二电极82耦接至电容式触控感应器80。第二电极82作为电容式触控感应器80及显示装置90之间的屏蔽，并针对防止操作显示装置90或设备1中其它的元件，于电容式触控感应器80中引起的干扰。

显示装置90为一种已知的LCD型显示器，在此例子中例如包括具有像素的有源矩阵的背板92、前板94、偏振片98、夹于背板92及前板94之间的LCD层96，以及背光系统91。偏振片98设置于显示装置90的正面。背光系统91传送偏振光至背板92。背光系统91可例如包括平行背板92的波导管、设置在波导管一侧的光源以及波导管与背板92之间的输入偏振片，光源用以发射光至波导管中，输入偏振片用以传送偏振光至背板92。

电容式触控感应器80与显示装置90的配置，可称为一显示模块。图2中已知的显示模块包括多个相对厚的光学透明层：透明窗口板140、电容式触控感应器80的玻璃板83、偏振片98、前板94及背板92。各个光学透明层可能对使用者观测到的图像的光学质量有不利的影响，尤其是在两层之间的界面。

在图2a中，透明窗口板140及电容式触控感应器80之间具有一第一小间距，电容式触控感应器80与显示装置90之间具有一第二小间距。绘示此些间距是用以指明透明窗口板140、电容式处控感应器80及显示装置90不需层压(laminate)在一起，但可例如被夹在一起成为紧密接触或与仅具有边缘间距。

图2b绘示在设备1中，具有类似于先前技术的配置的电容式触控感应器80以及显示装置90的示意图。相较于图2a先前技术中的配置，图2b先前技术中的配置在透明窗口板140与电容式触控感应器80之间包括第一光学清晰胶层(optically clear adhesive layer)72，而不是图2a中的第一小间距。第一光学清晰胶层72在透明窗口板140与电容式触控感应器80之间提供机械与光学接触。图2b先前技术中的配置还包括位于电容式触控感应器80与显示装置90之间的第二光学清晰胶层74，而不是图2a中的第二小间距。第二光学清晰胶层74在电容式触控感应器80与显示装置90之间提供机械及光学接触。图2b还绘示偏振片98与第三光学清晰胶层76层迭至LCD型显示器的前板94。

依据先前技术中触控面板装置的制造方法，产生具有ITO层81的玻璃板83如下：

1.提供一较大片的玻璃，

2.在玻璃的至少一侧上溅射期望厚度的透明导电层材料，如ITO，

3.施加一光刻处理于图案化透明导电层上，提供一较大片的玻璃产生图案化透明导电层，例如第一感应元件85，

4.裁切具有图案化透明导电层的玻璃母板为较小的玻璃基板，较小的玻璃基板具有期望的尺寸用于特定应用，像是智能型手机的触控屏幕。

图3a绘示依据窗口整合型的设备1中，电容触控装置100与显示装置200的配置的示意图。

设备1包括壳体300，壳体300具有覆盖电容触控感应器100的透明窗口板140，用以保护电容触控感应器100。电容触控感应器100包括偏振片132，偏振片132形成感应绝缘层130。第一电极112包括多个透明窗口板140上第一感应元件112(1)-112(4)，位于透明窗口板140背面的第一感应电极层110中。第二电极122为一单一电极，位于显示装置200的前表面202上的第二感应电极层120中，更特别的是，在此例子中，第二电极122位于显示装置200的前板94的前表面202上。

第二电极122为透明导电材料所组成，例如ITO。在其它实施例中，第二电极122包括薄金属层，例如金(Cu)或透明导电有机层。多个第一感应元件112(1)-112(4)及第二电极122经由触控驱动器36连接至感应控制器34(连接未绘示)。感应控制器34用以决定触控输入至透明窗口板140的位置，使用例如已知的方法将第一电极112的多个第一感应元件112(1)-112(4)及第二电极122耦接至电容式触控感应器100。

感应器控制器34可提供第一电极112感应电压波型(sensor voltagewaveform)，用以对第一电极112进行充电及/或放电，提供第二电极122感应器电压波型，用以对第二电极122进行充电及/或放电，在提供第一电极112感应器电压波型时检测第一电极112的充电及/或放电行为，在提供第二电极122感应器电压波型时检测第二电极122对应的充电及/或放电行为，以及从第一电极112与第二电极122的充电及/或放电行为的比较，决定触控输入的特性。感应控制器可用以从触控输入的特性决定触控输入至电容触控感应器100的位置。感应控制器34可用以在提供第一电极112感应器电压波型时，检测至少两个第一感应元件112(1)-112(4)的各个充电及/或放电行为，并从比较第一电极112中至少两个第一感应元件112(1)-112(4)的充电及/或放电行为与第二电极的充电及/或放电行为中关于触控输入的特性，决定触控输入至电容式触控感应器100的位置。

第二电极122作为电容触控感应器100与显示装置200之间的屏蔽，用以防止经由操作显示装置200，电容触控感应器100所产生的干扰。

显示装置200为一种LCD型显示器，在此例子中，显示装置200包括背板92、前板94、LCD层96以及背光系统91，背板92还包括有源像素矩阵，LCD层96夹于背板92与前板94之间的，背光系统91传送偏振光至背板92。背光系统91可例如包括波导管、光源(图3a未绘示)以及输入偏振片，波导管平行背板92，光源设置于波导管的一侧，用以发射光至波导管中，输入偏振片位于波导管与背板92之间，用以传送偏振光至背板92，此是本领域技术人员所已知。相较于图2a绘示的显示装置，显示装置200缺少偏振片98，偏振片98的功能是藉由电容触控感应器100中的感应介电层130来执行。

图3a的窗口整合型显示模块包括光学透明层，相较于图2a中显示模块，光学透明层厚度较小。特别的是，图3a中的显示模块缺少图2a中的玻璃板83。因此，图3a中的显示模块可比图2a中的显示模块薄，且图3a中的显示模块相较于图2a中的显示模块可具有改良的图像质量。

可理解的是，第一感应电极层110与感应介电层130可直接接触，或可替代的如图3a绘示分开一小间距。感应介电层130与第二感应电极层120可直接接触，或可替代的如图3a绘示分开一小间距。

图3b绘示设备1中电容触控感应器100与显示装置200的可替代的窗口整合型配置。

图3b的配置相似图3a，但额外地包括位于具有第一感应电极层110的透明窗口板140与偏振片130之间的第一光学透明胶层135。第一光学透明胶层135可完全地层压偏振片130至具有第一感应电极层110的透明窗口板140。

图3b的配置还包括位于偏振片130以及具有第二感应电极层120的显示装置200之间的第二光学透明胶层125。第二光学透明胶层125可完全地层压偏光片130至具有第二感应电极层120的显示装置200。

可理解的是，窗口整合型显示装置可被图3c中所绘示的OLED型显示装置201取代。

图3c绘示一设备中电容式触控感应器100的窗口整合型以及OLED型显示装置201的配置。

图3c中的电容式触控感应器100的配置相似于图3b所绘示的方式且已叙述于图3b，因此不再赘述。

OLED型显示装置201包括背板192、前板194、有机发光材料层196以及光学透明电极层197。背板192还包括有源像素矩阵，有机发光材料层196夹于背板192与前板194之间，光学透明电极层197夹于有机发光材料层196与前板194之间。当背板192的有源矩阵驱动电流通过有机发光材料层时，光学透明电极层197用以发光，此电流是驱动于背板192与电极层197之间。

相较于上述图3a/3b中的LCD型显示装置200，OLED型显示装置201缺少背光系统91，且LCD层96被有机发光材料层196及光学透明电极层197取代。

于此，偏振片132可为圆偏振片。圆偏振片可减少环境光落入OLED型显示装置201中并被OLED型显示装置201所反射，特别是被背板192所反射。

图4绘示窗口整合型触控面板中，电容式触控感应器103与显示装置203的示意图。

设备1包括壳体300，壳体300具有透明窗口板140覆盖电容式触控感应器103，用以保护电容式触控感应器103。电容式触控感应器103包括光学清晰胶(optically clear adhesive,OCA)133，用以形成感应介电层130。第一电极112包括多个在透明窗口板140上的第一感应元件112(1)-112(4)，第一感应元件112(1)-112(4)位于透明窗口板140背面的第一感应电极层110中。第二电极122为第二感应电极层120中的单一电极，且位于显示装置203的前表面402上。

第二电极122是由透明导电材料组成，例如ITO。在其它实施例中，第二电极122包括薄金属层，例如金(Cu)或透明导电有机层。多个第一感应元件112(1)-114(4)与第二电极122经由触控驱动器306连接至感应控制器34(连接未绘示)。感应控制器34用以决定触控输入至透明窗口板140的位置，使用例如已知的方法将第一电极112的多个第一感应元件112(1)-114(4)与第二电极122耦接至电容式触控感应器103。

显示装置203为一种LCD型显示器，在此例子中，显示装置203包括背板92、前板94、LCD层96以及背光系统91，背板92还包括有源像素矩阵，LCD层96夹于背板92与前板94之间。提供偏振片98于显示装置203的正面，以及显示装置203的前表面402。背光系统91传送偏振光至背板92。背光系统91可例如包括波导管、光源以及输入偏振片，波导管平行背板92，光源设置于波导管的一侧，用以发射光至波导管中，输入偏振片位于波导管与背板92之间，用以传送偏振光至背板92(未绘示)。

可理解的是，在其它实施例中，显示装置203可被OLED型显示装置取代，其中显示装置203的正面具有偏振片98，偏振片98具有显示装置203的前表面402。

光学清晰胶133固定显示装置203至透明窗口板140。当第一感应电极层110于透明窗口板140的背面，以及第二感应电极层120于显示装置203的前表面402上，如图2a/2b玻璃板83是没有必要的。因此图4中的显示模块缺少图2a/2b中的玻璃板83。结果，图4中的显示模块可比图2a/2b中的显示模块更薄，且图4中的显示模块相较于图2a/2b中的显示模块，可具有改良的图像质量。

依据图4的实施例中，第二电极122是由一种材料组成，此材料应用于偏振片98，并与此应用有关的处理步骤兼容。在一实施例中，偏振片98为塑料材料，第二电极122包括ITO层，此ITO层利用低温ITO沉积处理沉积于偏振片98上。在其它实施例中，偏振片98为塑料材质，第二电极122包括薄金属层，例如金，利用例如低温处理沉积于偏振片98上。再一其它实施例中，偏振片98为塑料材质，第二电极122包括透明导电有机层，利用例如旋涂处理(spincoating process)沉积于偏振片98上。

图4中，小间距是绘示于光学清晰胶133与第一感应电极层110之间，以及光学清晰胶133与第二感应电极层120之间。可理解的是，当光学清晰胶133的胶为双面时，间距仅绘示以清楚指出第一及第二电极层110、120，并不提供用于光学清晰胶133本身。

值得注意的是，第二电极122可置于装置200中的其它位置上。

虽然于上述例子为LCD与OLED型的显示面板，一般来说显示器类型可基于任何扭转向列型显示(twisted nematic,TN effect)技术、横向电场效应显示(in-plane switching,IPS)技术、有源式矩阵有机发光显示器(active-matrix OLED,AMOLED)技术、先进边界电场切换(advanced fringe field switching,AFFS)技术、垂直排列配向(vertical alignment,VA)技术或蓝相液晶(blue phase mode)技术而制成。

图5绘示触控面板装置的一实施例的上视图，其触控面板装置的感应胞为清晰可见的(于实际中并没有)。此图为示意图且感应胞的尺寸并非正确的比例。图5绘示为具有93个感应器112(以阵列方式排列)并有三个额外的按键感应器423的触控面板装置的实施例。此93个感应器112位于行、列中交错排列，而其排列方向是可由感应器112其横截面相对于触控面板装置的侧边425、427所夹角度得知，例如相对于侧边425、427均为45°。此配置亦称为「菱形」配置。

触控面板装置可具有非透明层428，非透明层428设置于窗口板140之下，亦称为「黑色层」，例如具有介于1μm与10μm之间的厚度。其具有双重功能：提供装置具有吸引力的外观(例如窗口侧板)，但亦可用以隐藏元件/组成被使用者见到。后者可应用于感应单元112与感应控制器34之间的导电绕线路径，如下文将参照图6b做更进一步的说明。

感应器112是用于感应例如是手指或触控笔的物体的触控或移动(手势)，并藉由触控或移动发送对应的感应信号至感应控制器34。按键感应器423仅用于感应物体的触控并发送对应的感应信号至感应控制器34。所有的感应器均来自单一ITO层，将由以下更进一步的细节来说明。

所有感应器112通过导电线429连接感应控制器34。如图6a所绘示，导电线429可设置于感应器112之间，例如在图6a的实施例中，绕线路径是位于各菱形感应器之间的间隙。导电线的最小尺寸可为15μm宽，导电线429之间的间隙为8-10μm。值得注意的是，此图案结构并不需要任何额外的联系桥梁或隔离层，因此可于单一ITO图案化的动作中轻易的制造。

按键感应器423以相似的方法(未绘示)连接至感应控制器34。从感应器112、423到图案化ITO层8的边缘，至感应控制器34的导电线429的金属化是不需要的。

如图6b所绘示的另一实施例中，导电线可位于触控面板装置外侧，例如尽可能地位于非透明(或黑色)层428之下。如图所示，导电线429仅出现于感应器112之间必要之处。在此实施例中，导电线可制造成两种不同的部分，例如位于感应器112之间的导电线429的第一部分，与位于触控面板装置外侧以及非透明层428之下的导电线429’的第二部分，例如是手指/触控笔等无法触控或移动的区域。导电线429’的第二部可至少部分地包括具有非常低电阻的合适金属，例如金、铌Nb、铝。若是如此，那么感应器112与感应控制器34之间大部分的导电线具有非常低的电阻，使得感应器112之间的导电线429的电阻不需要太高，且导电线的ITO层可被制造的更薄。因为感应区域本身亦可由更薄的ITO层112制成，此将提升使用者的能见度。

于处理之后，ITO的需求是具有高度的可见光传送与最低的ITO电阻。以下表格提供了一些ITO层112、122可能的数字。此些数字仅作为例子，而非限制本发明。

大致上，图案化ITO层112可具有介于

与

之间的厚度，其中ITO层122可具有介于

与

之间的厚度。

所述的装置为一种分离式的电容式共平面触控板装置。举例来说，其可用于3.5吋显示模块的一部分。触控面板层为充分的层压于显示器层上。其提供了绝佳的人性化接口于手机的应用中，例如是手持式智能型手机。

如绘示的共平面触控面板装置，利用差动电容测量法与共平面触控感应面板组合。此技术可承受高串联电阻，利用薄ITO达到极佳的光传输。共面技术应用于标准的被动式LCD显示面板处理技术，例如不需要额外的(金属)桥梁，反而提高了光学性能。可并行测量共平面触控面板的所有感应器112，使得多点触控应用更容易实施。此种同时并行读取所有感应器的方式，降低了(一般模式下)噪声的问题。

共平面触控为一高性能技术，可用于显示尺寸高达约10吋的可携式应用装置中，像是用于智能型手机及个人平板计算机中。可用较低的分辨率来支持较大显示尺寸的显示装置。共平面触控技术具有优良的噪声抗扰性与讯杂比的性能。由于单层感应结构、缺少桥梁及隔离层，显示器具有最小的光学性能削减。由于平行感应，延迟的时间很短暂，且周期频率可编程(例如从4Hz至153Hz)。这样的构成要素是极佳的因为可实现最小的边界距离。为了达到最佳的灵敏度，在一实施例中选择一个完整的层压模块堆栈。共面电容式触控面板被设计用于(多)手指输入，但亦可使用电容式触控笔。客户及/或终端使用者并不需要进行校准步骤，硬件架构已准备好使用者界面规格的整合。

感应器控制器34的检测电路测量各面板感应器112之间的电容变化，以及所有面板感应器112的平均电容。此检测电路是基于电荷的差异进行测量。应用触控感应算法前，感测灵敏度的变化及感应器电路的输出偏移电压为以数字的方式互相补偿。触控面板感应器112及参考值(例如所有感应器112的平均值)之间电容的差异，是以平行测量而非依序扫描感应器112，因而减少了相关的噪声问题。感应器的差异产生一个输出电压，并藉由模拟数字转换器(analogue digital converter,ADC)转换成数字信号。电容测量所需的时间是取决于一时间常数，此时间常数是有关于感应器112的电容与连接导电线的内部连接电阻。

为了于玻璃板140的背面制造具有图案化的透明导电层112，可如先前技术使用一种光刻处理。然而，通常希望使用玻璃型的玻璃板140，玻璃板140必须在应用于最终的装置前强化。举例来说，可应用以下的玻璃类型：朝日(Asahi)的升龙(Dragontrail)或康宁(Corning)的大猩猩玻璃(Gorilla Glass)。为了保持/具有玻璃期望的强度，强化动作应于单片切割大玻璃板之后施行，而这可能会产生问题。由于强化需要高温，无法于已施加透明导电层的状态进行，ITO层必须施加并图案化于单一玻璃基板。所产生的问题是，于单一玻璃基板上藉由光刻处理进行图案化太过昂贵。因此，需要提供其它图案化的方法。

为了解决此问题，本发明提出了以下方法改变制造流程：

a)提供一较大片的玻璃母板；

b)裁切较大片的玻璃母板为较小的玻璃基板，较小的玻璃基板具有期望的尺寸用于特定应用，像是智能型手机的屏幕；

c)强化较小的玻璃基板至期望的硬度；

d)通过例如是溅射(sputtering)的方法，施加具有期望厚度的透明导电材料至强化的玻璃基板上；

e)在透明导电层上施加激光雕刻处理，用以提供图案化透明导电层112及导电线429、429’。

若非透明层428设置于玻璃及透明导电层之间，动作d)及e)可包括以下的步骤：

d1)施加任何已知技术中合适的非透明层至强化玻璃基板的下部。现今是藉由直接印刷技术，将非透明层428直接提供至期望的图案中；

d2)可选择地施加透明涂层至玻璃基板的下部，此透明涂层是覆盖非透明层428，以及玻璃基板下部未被非透明层428覆盖的区域；

d3)藉由使用例如是屏蔽技术，可选择地施加导电金属层于非透明层428之下。若已进行步骤d2，则导电金属层接触涂层材料；

d4)藉由例如是溅射(sputtering)的方法，施加具有期望厚度的透明导电材料至玻璃基板的下部。若仅进行步骤d1，则透明导电材料是接触非透明层及玻璃基板的下部。若已进行步骤d2，则透明导电材料是接触透明涂层。若已进行步骤d3，则透明导电材料是接触施加导电金属层的位置；

e’)施加激光雕刻处理至透明导电层上，用以提供图案化透明导电层112及导电线429、429’，使得导电线429’位于非透明层之下，这对于使用者来说是不可见的。若已进行步骤d3，则非透明层428下的导电金属层将被图案化，形成具有如导电线429’的图案；

更进一步地，可选择地进行以下步骤：

f)施加一种组合的涂层，用以保护例如是ITO的透明导电层，或是使ITO对于使用者的可见度更低。

此些制造的产物因此可被称为「图案化玻璃基板」。

为了完成窗口整合型的触控板装置，施加此图案化玻璃基板至显示装置上，例如，依据以下步骤：

提供显示装置200、201、203；

提供第二感应电极层120于显示装置200、201、203的前表面202、402上；

提供介电层130至第二感应电极层120上；

提供图案化玻璃基板至介电层130上。

如上所述，可提供一小间隙(图3a)，或可选择地提供光学透明胶层125(图3b及图3c)于第二感应电极层120与绝缘层130之间。相似地，可提供一小间隙(图3a)，或可选择地提供光学透明胶层125(图3b及图3c)于图案化ITO层112与绝缘层130之间。

由于破坏脆弱的小尺寸玻璃基板的风险低于光刻法且应用于小屏幕上时更为便宜，施加激光雕刻于被裁切为较小尺寸的玻璃基板上的图案化ITO层112已被证明是有更佳的效果。

图7a至7f绘示可用于激光雕刻方法中的装置。此装置是参照激光雕刻的ITO层与提供激光雕刻的图案化ITO层。然而，如前所述，ITO层可被取代为任何合适的透明导电层。

图7a及7b绘示可用于直接加工(direct-write)法的装置，而图7c至7f绘示基于光罩式投影(mask-projection)法的装置。

图7a中的装置，包括激光单元441，用以产生激光束449。激光束具有预定的波长，适用于经溅射(或施加其它方法)至玻璃基板上后局部地移除ITO。此合适的波长系于157nm与1064nm的范围之间，例如为355nm。

此装置包括两个光束偏折装置，例如一y轴扫描仪443与一x轴扫描仪445。y轴扫描仪443例如提供镜像控制，像是偏折光束449于y方向，而x轴扫描仪445例如提供镜像控制，像是偏折光束449于x方向。为了直接加工一期望的图案451于ITO层中，x轴扫描仪445与y轴扫描仪443共同控制激光束449撞击至玻璃基板447上的ITO的一位置，并局部地雕刻ITO层。

激光单元441、y轴扫描仪443及x轴扫描仪445连接处理器(未绘示)，处理器藉由合适的计算机程序操作并储存于存储器中，用以控制激光束449于ITO层中加工期望的图案。

图7b绘示相似于图7a的步骤。藉由激光单元441产生的激光束449可由图像屏蔽446调整。调整后产生的激光束撞击至反射镜444，其方向是由例如是图7a中的实施例，藉由合适的处理器控制。控制反射镜444可转至一第一平面与一第二平面，第二平面垂直于第一平面，使藉由反射镜444反射的激光束，可在两个垂直的方向中移动。因此，反射镜444可更进一步地藉由图像镜片448的调整，使用激光束加工任何在玻璃基板447上的ITO层中期望的图案451。例如是通过由合适的计算机程序来操作的处理器来执行，并储存至存储器中，用以控制反射镜的转动，使得激光束449加工透明导电层中期望的图案。

图7c绘示激光雕刻可另外藉由光罩式投影施行的方法。可施行如光罩式投影方法的装置，包括激光单元441，激光单元441引导激光束449朝向一光束放大单元453，例如产生一放大激光束449(1)。光束放大单元453包括均匀化光学元件，用以均匀化放大激光束449(1)。

放大激光束449(1)导向屏蔽455，屏蔽455具有期望的图案451，且仅设计用以发送部分的放大激光束449(1)，产生一遮蔽的激光束449(2)，遮蔽的激光束449(2)是依据玻璃基板447上ITO层中期望的图案451所产生。遮蔽的激光束449(2)可通过图像镜片系统457，用以自遮蔽的激光束449(2)产生图案激光束449(3)，使得ITO依据期望的图案局部被激光雕刻。

图7d绘示可替代的激光雕刻步骤，其是基于与移动扫描镜442组合的光罩式投影方法。于此，藉由激光单元441产生激光束449具有至少对应屏蔽455上的图案的宽度。激光束449撞击至反射镜442上，反射镜442藉由合适的驱动装置使其移动，例如造成激光束449扫描屏蔽455上的图案并产生遮蔽的激光束449(2)。遮蔽的激光束449(2)是依据玻璃基板447上的透明导电层中期望的图案451而产生。遮蔽的激光束449(2)可通过设计图案镜片系统457，用以自激光束449(2)产生图案激光束449(3)，使得ITO依据期望的图案被局部地激光雕刻。此配置可包括合适的处理器，处理器连接驱动扫描镜442的驱动装置，并产生合适的控制信号用于驱动装置。处理器于合适的计算机程序下操作，并储存至存储器中。

图7e绘示图7d中步骤的一变化实施例。图7e中的步骤使用固定镜450而不是扫描镜442，用以接收激光束449，在此实施例中，激光束449不具有与屏蔽455上的图像一样的宽度。因此，固定镜450仅反射激光束449于屏蔽455的部分图像上。为了使玻璃基板447上ITO层的屏蔽455的整体图像全部显像，屏蔽455与玻璃基板447均藉由合适的驱动装置驱动，使其可移动于两个互相垂直的方向中。据此，具有ITO层的玻璃基板447可藉由一xy座454支撑。控制驱动装置，当屏蔽455于一第一方向(例如沿x轴)移动时，具有玻璃基板447的xy座454于一相反的方向(亦沿x轴)移动，当屏蔽455于垂直第一方向的第二方向(例如沿y轴)移动时，具有玻璃基板447的xy座454于一相反的方向(亦沿y轴)移动。此配置可包括合适的处理器连接驱动装置，并产生合适的控制信号用于此些驱动装置。处理器是于合适的计算机程序下操作，并储存至存储器中。

图7f绘示基于接触屏蔽处理的一种屏蔽的方法。可使用任何期望的接触屏蔽来处理。于此绘示包括反射镜444反射激光束449至柱面透镜452上。经由柱面透镜452产生的激光束被导向具有期望图像的接触屏蔽455’，并于使用时，接触玻璃基板447上的ITO层。激光束的宽度可与屏蔽455’上的整体图案的宽度一样。然而，在另一实施例中，激光束可小于屏蔽455’上的整体图案，使得反射镜444可被驱动，用以使激光束横跨屏蔽455’上的整体图案进行加工。

显然地，对本领域技术人员而言，于图4a至图4f中的例子并非提供做为全部的例子。任何配置可用于达到提供玻璃基板477上图案化透明导电层ITO(或其它透明导电)层中激光雕刻图案期望效果的特征组合，皆为本发明的范畴。

当施加上述的方法进行激光雕刻，不只符合成本效益，更提供施加非平面透明导电层112’至非平面的玻璃板447’的选择。于图8中绘示一个具有非平面透明导电层112’的非平面玻璃基板447’。藉由激光雕刻图案化非平面透明导电层112’使其具有预定图案，例如利用图7a至7f中绘示的装置的其中之一。与感应有关的透明导电层112’的部分图案可为「菱形」。然而，也可施加任何其它期望的图案。

具有非平面透明导电层112’的非平面玻璃基板447’为非平面触控板装置的一部分，非平面触控板装置本质上可具有相同于图3a至图4中的任一所绘示的元件，但具有相配于玻璃板447’所绘示的形状。

如图所示，玻璃基板447’以及其表面上图案化的透明导电层的大小可具有较大的表面积，大约介于玻璃基板总表面的70-90%之间，并具有相对小的曲率。两个较小的表面部459(1)、459(2)，上至最大值为总玻璃基板表面的30%，并呈带状的在装置的纵向方向上延伸，较小的表面部相对于较大的部分倾斜，充当装置的边缘。较小的表面部459(1)、459(2)可提供一系列的触控感应器421’，触控感应器421’适当地连接感应控制器34。接着可程序化感应控制器34，当使用者沿感应器421’的表面挥动像是使用者的手指或触控笔的对象，此动作将被判定为一个指令，用以执行显示于触控板上的画面的滚动操作。

图8中绘示的形状为一种但并非唯一可制造的形状。其它三维形状同样是可能的，举例来说，当从上方俯视，玻璃基板的形状可为一种如香蕉或苹果等水果的形状。

当应用具有弯曲且非平面图案化透明导电层112’的弯曲的非平面玻璃基板447’，如图3a-4中所绘示的触控板中的其它所有层，亦将成为非平面并具有匹配玻璃基板447’的曲率的形状。

可理解的是，依据本发明的触控板可具有多于图式中绘示的层迭。举例来说，面对使用者的窗口板140的正面，可具有抗污/抗指纹涂层。此涂层本身于先前技术中是已知的，并不需详细的探讨，目的是用以减少污垢，例如史使用者留下的指纹黏着在触控屏幕的表面上造成的负面视觉影响。可使用任何可达到此目的涂层。抗污/抗指纹涂层的底下可施加一层抗反射涂层。任何已知的合适材料可应用于此。

依据本发明所制造的触控板装置，举例来说，可为智能型手机或平板个人计算机。

三维度形状的玻璃物体可从GP Innovation GmbH公司取得，此公司提供所有几何形状的玻璃基板模型，其玻璃基板模型具有热膨胀系数(coefficient ofthermal expansion,CTE)介于3.2至9.0μm/m*K之间，玻璃基板尺寸上至20吋*33吋，厚度介于0.3mm至40mm之间。合适的玻璃类型为苏打石灰钠浮式玻璃(Soda Lime Float Glass)、浮法硼硅玻璃(Borofloat33)(首德(Schott))、大猩猩玻璃(康宁)及麻生太郎(aso)。

于上述说明书中在多个地方提到“控制器”或“处理器”，可理解的是，此些控制器/处理器依期望的技术设计，例如，仿真或数字或两者的组合。一个合适的实施例为软件控制处理器，此软件储存于触控板装置中合适的存储器中，并连接处理器/控制器。存储器可设置于任何所知合适的存储器(RAM,Random Access Memory)或只读存储器(ROM,read only memory)的形式中。部分的软件为可嵌入的。部分的软件可储存为可更新的，例如藉由服务器无线控制，于云端(air)定期发送更新。

可理解的是，本发明是受限于所附的请求项，以及其技术的同等物。在此文件及其请求项中，该动词「包括」及其连接词是用于非限定以下的项目，但不排除未特别提及的项目。此外，藉由“一”称一元件，除非上下文清楚地要求，具有一个且只有一个元素，“一”并不排除存在一个以上的元素的可能性。“一”因此通常指的是“至少一个”。

Claims (10)

1.一种电容式共平面触控面板装置的制造方法，包括以下步骤：

a)提供具有一第一尺寸的一玻璃母板；

b)裁切该玻璃母板为具有一第二尺寸的玻璃基板，该些玻璃基板的该第二尺寸小于该玻璃母板的该第一尺寸；

c)强化具有该第二尺寸的该些玻璃基板至一预设的硬度；

d)在至少一具有该第二尺寸的该些玻璃基板的一侧面形成具有预定厚度的一透明导电层；

e)利用一激光雕刻处理程序于该透明导电层上，用以形成具有一预定图案的该透明导电层，因此，该至少一玻璃基板具有一图案化透明导电层。

2.根据权利要求1所述的制造方法，其中该玻璃母板的厚度介于0.5mm至4mm之间，其厚度公差为0.05mm。

3.根据权利要求1所述的制造方法，其中该透明导电层包括一第一透明导电层，该玻璃母板及该第一透明导电层均为非平面。

4.根据权利要求3所述的制造方法，其中该第一透明导电层的厚度介于

至

之间。

5.根据权利要求1所述的制造方法，其中该激光雕刻处理包括使用一直接加工法或一光罩式投影法。

6.根据权利要求1所述的制造方法，其中该图案化透明导电层包括感应元件及导电线，该导电线用以提供该感应元件及一感应控制器之间的绕线路径。

7.根据权利要求6所述的制造方法，其中该导电线的宽度大于或等于15μm，该导电线之间的间隙宽度介于8μm至10μm之间。

8.根据权利要求1所述的制造方法，包括在加上该透明导电层之前，施加一金属导电层于该非透明边框区上，使该金属导电层在步骤e)中与该透明导电层一起激光雕刻，用以在该非透明边框区的外侧区中提供导电绕线路径。

9.根据权利要求1所述的制造方法，其中该图案化透明导电层是由铟锡氧化物及一透明导电有机材料其中之一所组成。

10.一种触控面板装置，包括一窗口板，该窗口板的背面具有一激光雕刻的图案化透明导电层，该图案化透明导电层提供一触控感应接口区。

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