CN102722304B - 一种拼版式制备触摸屏的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种拼版式制备触摸屏的方法，包括以下步骤：将大片的裸片玻璃切割成若干个小裸片玻璃；将各小裸片玻璃进行强化并处理玻璃边缘，得到基板；标记校准标识在各基板上；将标记的各基板排列在曝光平台上的多基板承载系统内，由无掩膜曝光系统在各基板上成像，再通过校准系统分别对各基板进行校准定位；采用无掩膜曝光系统对定位好的各个基板进行ITO层光刻；对触摸屏膜组进行组装及测试。本发明先将大片玻璃切割成小片二次强化后再进行ITO工艺，避免了二次强化处理玻璃边缘时对ITO工艺中形成的电路造成损伤，提高了成品的良品率，保证了ITO工艺的蚀刻精度的同时使得ITO工艺免去了掩膜版，减少了工序，降低了制作与材料成本，也减小了对环境的污染。
Description
【技术领域】
本发明涉及触摸屏，尤其涉及一种拼版式制备触摸屏的方法，属于触摸屏技术领域。
【背景技术】
普通电容式触摸屏是一块多层复合玻璃屏，玻璃屏的内表面和夹层各涂有一层导电层，最外层是一薄层稀土玻璃保护层。当我们用手指触摸在感应屏上的时候，人体的电场让手指和和触摸屏表面形成一个耦合电容，对于高频交流电流来说，电容是直接导体，于是手指从接触点吸走一个很小的电流。这个电流分从触摸屏的四角上的电极中流出，并且流经这四个电极的电流与手指到四角的距离成正比，控制器通过对这四个电流比例的相关计算，得出触摸点的位置，从而实现相关的功能。目前基于单片玻璃（OGS，One Glass Solution）触摸屏技术迅速成熟，被认为是手机等消费电子产品触摸屏技术的发展趋势。
基于OGS技术的触摸屏把触控玻璃(Touch Sensor)与保护玻璃(CoverGlass)集成在一起，亦即在一般的保护玻璃内侧镀上ITO导电层，使该单片玻璃不仅具备保护玻璃的强度、安全性，同时也兼具触控功能。由于目前以玻璃基材为主的投射式电容触控面板，多采用2片玻璃结构，亦即1片触控玻璃加上1片保护玻璃，为简化材料、制程，提升生产效率以及降低成本，同时减少1片玻璃的使用，也可以使终端产品设计更轻、更薄，使面板透光度更高，因此几乎所有的触控面板厂都着手开发单片玻璃解决方案。然而目前单片玻璃解决方案虽然已获业界认可，但以目前的制造工艺，它仍然是制约消费类电子产品设计的重要因素；其重要的原因是目前的制造方法是：在大片普通强化玻璃上进行整体地掩膜定位和ITO光刻，形成的ITO层为多个小片光刻图案组成的大图案，然后把已光刻ITO层的大片玻璃切割成单个小片(作为单个手机触摸屏或其它的触摸屏)，再对各独立的带有ITO层小块玻璃进行二次强化（玻璃边缘处理技术），然后进行触摸屏膜组组装及测试。
上述方法中，采用大片玻璃设计各个小片是考虑到采用掩膜板曝光技术统一定位，可以确保ITO工艺中蚀刻的精度；采用二次强化是因为大片玻璃切割成小片后需要对切割后的边缘进行处理，而在二次处理中常常会对已在ITO工艺中形成的电路造成损伤，导致成品率下降，使触摸屏行业的良品率偏低，无法满足市场需求。因此业界一直在寻求新的生产工艺和方法，提高产品良率，满足市场的需求。
【发明内容】
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种可以先将大裸片玻璃切割成小片强化后再进行无掩膜ITO工艺使良品率提高，降低成本的拼版式制备触摸屏的方法，适用于单片式触摸屏制备。
本发明为解决上述技术问题，采用以下技术方案：
一种拼版式制备触摸屏的方法，其特征在于包括以下步骤：
a、将大片的裸片玻璃切割成若干个小裸片玻璃；
b、将各小裸片玻璃进行强化并处理玻璃边缘，得到基板；
c、标记校准标识在各基板上；
d、将标记的各基板排列在曝光平台上的多基板承载系统内，由无掩膜曝光系统在各基板上成像，再通过校准系统分别对各基板进行校准定位；
e、采用无掩膜曝光系统对定位好的各个基板进行ITO层光刻；
f、对触摸屏膜组进行组装及测试。
其中对小裸片玻璃的强化工艺为：将小裸片玻璃在加热炉中加热到接近玻璃的软化温度时，通过自身的形变消除内部应力，然后将玻璃移出加热炉，再用多头喷嘴将高压冷空气吹向玻璃的两面，使其迅速且均匀地冷却至室温，即完成小裸片玻璃的强化。
如上所述的一种拼版式制备触摸屏的方法，其特征在于所述步骤c中的多基板承载系统由多个放置基板的定位框排列组成。
如上所述的一种拼版式制备触摸屏的方法，其特征在于所述的定位框内相邻的两边设置有活动定位块。
如上所述的一种拼版式制备触摸屏的方法，其特征在于所述的无掩膜曝光系统的光束波长与所述的校准系统的光束波长不同。
如上所述的一种拼版式制备触摸屏的方法，其特征在于所述的曝光平台为XY精密移动平台。
如上所述的一种拼版式制备触摸屏的方法，其特征在于所述的无掩膜曝光系统的光路组成包括设置在多基板承载系统上方的曝光光源，所述的曝光光源发出的光束经输出光纤、光准直和均化装置投射在反射镜上后反射到空间光调制器上，所述的空间光调制器再将曝光光束反射出经光学系统和半透半反分束镜在基板上形成拟光刻的图案。
如上所述的一种拼版式制备触摸屏的方法，其特征在于所述的校准系统的光路组成包括设置在多基板承载系统上方的校准光源，校准光源发出的光经光准直系统和第一半透半反分束镜、第二半透半反分束镜投射到多基板承载系统内的基板上，经基板上的校准标识反射后再经第二半透半反分束镜、第一半透半反分束镜和校准光学系统成像在相机上。
如上所述的一种拼版式制备触摸屏的方法，其特征在于所述的校准光源为红外光源，所述的基板上标记的校准标识为反射红外光的红外标识。
如上所述的一种拼版式制备触摸屏的方法，其特征在于所述的无掩膜曝光系统上连接有计算机系统，所述的计算机系统将拟曝光的图像加载在空间光调制器上。
如上所述的一种拼版式制备触摸屏的方法，其特征在于所述的第二半透半反分束镜使得无掩膜曝光系统和校准系统的光学轴重合。
本发明与现有技术相比，有以下优点：
先将大片玻璃切割成小片二次强化后再进行ITO工艺，避免了二次强化处理玻璃边缘时对ITO工艺中形成的电路造成损伤，提高了成品的良品率。
通过计算机系统和校准系统实时对各小基板校正拼接成大的动态数字掩膜板进行大板图形曝光，解决了小块基板的生产效率问题。
本发明保证了ITO工艺的蚀刻精度的同时使得ITO工艺免去了掩膜版，减少了工序，降低了制作与材料成本，也减小了对环境的污染。
【附图说明】
图1为无掩膜曝光系统曝光光路及校准光路组成示意图；
图2为多基板承载系统拼接示意图；
图3为多基板承载系统定位方式示意图之一；
图4为多基板承载系统定位方式示意图之二；
图5为多基板承载系统定位方式示意图之三。
【具体实施方式】
下面结合附图对本发明进行详细描述：
如图1所示，一种拼版式制备触摸屏的方法，该触摸屏为OGS触摸屏，包括玻璃基板层，ITO层和保护层,其制备方法包括以下步骤：将大片的裸片玻璃切割成若干个小裸片玻璃；再将各小裸片玻璃进行强化并处理玻璃边缘，得到基板；标记校准标识在各基板上；将标记的各基板排列在曝光平台302上的多基板承载系统301内，由无掩膜曝光系统在各基板上成像，再通过校准系统分别对各基板进行校准定位；采用无掩膜曝光系统对定位好的多个基板进行ITO层光刻；最后将刻有ITO层的玻璃基板与保护层进行触摸屏膜组组装及测试。
所述的无掩膜曝光系统和校准系统分别与计算机系统连接，所述的计算机系统将拟曝光的图像加载在空间光调制器上。无掩膜曝光系统的空间光调制器将计算机系统产生的图案数据预先成像在多基板承载系统中的基板上，计算机系统通过校准系统读取基板上形成的图案数据，然后进行校准定位各基板上的图案数据，再由无掩膜曝光系统对多基板承载系统中的各个基板进行扫描，实现各个基板的光刻。计算机系统与无掩膜曝光系统、校准系统通过控制电路、数据转换和数据处理软件连接。无掩膜曝光系统的光束波长与校准系统的光束波长需不同，空间光调制器投射在基板上的图案数据遇校准系统的光波不会曝光形成ITO层才能实现各基板的图案数据定位。
本发明中无掩膜曝光系统和校准系统的光路组成如图1所示，无掩膜曝光系统的光路组成100包括设置在多基板承载系统301上方的曝光光源101，该曝光光源101为紫外光源，曝光光源101发出的光束经输出光纤102、光准直和均化装置103投射在反射镜104上后反射到空间光调制器105上，因为计算机系统加载了拟光刻的图案在空间光调制器105上，当空间光调制器105收到反射镜104反射的光束后再将光束反射出，经光学系统106聚焦后透射过第二半透半反分束204在基板上形成拟光刻的图案。第二半透半反分束镜204对于空间光调制器105发射的曝光波长为透射镜。
校准系统的光路组成200包括设置在多基板承载系统301上方的校准光源201，校准光源201为红外光源，基板上标记的校准标识为能够反射红外光的红外标识，校准光源201发出的光经光准直系统202和第一半透半反分束镜203、第二半透半反分束镜204投射到多基板承载系统301内的基板上，经基板上的校准标识反射后再经第二半透半反分束镜204、第一半透半反分束镜203和校准光学系统205成像在相机206上。其中第一半透半反分束镜203对校准光源201发射的红外光为反射镜，第二半透半反分束镜204对第一半透半反分束镜203反射的红外光和基板上红外标识反射的红外光均为反射镜，第一半透半反分束镜203对第二半透半反分束镜204反射回的红外光为透射镜。
第二半透半反分束镜204使校准系统和无掩膜曝光系统的光学轴重合，便于精准定位基板上的拟光刻图案，第二半透半反分束镜204能够对光学系统106进行优化得到更好的成像质量。
本方法的校准定位、无掩膜曝光过程包括以下步骤：用计算机系统传送拟曝光图案的信号给空间光调制器105使其在基板上成像拟曝光图案，再启动校准光源201发射红外光使红外光经光准直系统202和第一半透半反分束镜203、第二半透半反分束镜204投射到多基板承载系统301内的基板上，再由基板上的校准标识反射后再经第二半透半反分束镜204、第一半透半反分束镜203和校准光学系统205成像在相机206上，观察相机206上成像的位置与计算机系统中拟定的理论位置的差异，调整计算机系统中曝光图案的位置至相机206上曝光图案成像的位置与计算机系统中的理论位置一致时，启动曝光光源101发射曝光用紫外光，使紫外光束经输出光纤102、光准直和均化装置103投射在反射镜104上后反射到空间光调制器105上，将计算机系统加载在空间光调制器105上拟光刻的图案通过紫外光反射到光学系统106聚焦后再透射过第二半透半反分束204在基板上形成曝光图案，完成ITO层的光刻。
多基板承载系统301如图2所示，由多个放置基板的定位框3011排列组成，本发明中是七行十二列的排列，其中行向为X轴方向，列向为Y轴方向，当然多基板承载系统301也可以是其他大小排列，根据曝光平台的大小或生产需要而设置。曝光平台为XY精密移动平台，可以实现不同区域的定位和曝光。
本发明是通过以下三种方式实现对多个基板的精确定位：
1、由单个或多个CCD摄像系统3012排成一列，如图3所示。经过在X方向和Y方向进行两维扫描整个多基板承载系统301里每个小基板的校准标识，通过对这些校准标识位的坐标进行计算，确定拼版中每个小块基板的位置和方向，再由计算机系统对拼接的数字掩膜板位置和方向的进行校正，形成与每个小基板位置和方向对应的动态数字化掩膜板。
2、根据每排基板的数量和校准标识的数量及位置，布置成阵列式的CCD摄像系统，如图4所示。通过XY精密移动平台一维的移动，可以实现对每块基板上校准标识位置的坐标读取确定本排每个基板的位置和方向，并同时对该排的基板的数字化掩膜板图形进行位置与方向的实时校正和曝光处理，形成批量连续的生产线。
3、在每个放基板的定位框3011内设置两个相邻的定位边，定位边对应的相邻两边设置有两个活动定位块3013，该活动定位块3013通过弹簧对基板的移动挤压，迫使每个基板靠紧定位框3011的定位边，如图5所示。而定位边的坐标在校准定位曝光前就与多基板承载系统301的标识位校正好的，因此，我们只要摄取了多基板承载系统的标识位坐标，就可以实现对拼接成大板的数字化掩模板进行校正，实现精确对位。
生产中对基板进行无掩膜光刻时，将有待曝光刻写的若干基板排列在多基板承载系统301上，计算机系统把拟成像的图案调制于空间光调制器105并成像在基板上，校准定位后，曝光光源101经过输出光纤102及光准直和均匀化装置103投射曝光光束在反射镜104上，经反射镜104反射到空间调制器105，空间光调制器105再反射曝光光束到光学系统106准直，再经透射镜204在基板上形成所需的曝光图案，通过XY精密移动平台302的扫描和控制电路的控制，实现与图像同步的不同区域的曝光。
其校准定位过程如下：校准光源201发出用于基板位置校准的红外光，校准红外光经过光准直系统202，第一半透半反分束镜203、第二半透半反分束镜204之后透射于多基板承载系统301上的基板上，基板上的校准标识将校准红外光反射，反射的校准红外光通过第二半透半反镜204、第一半透半反镜203、以及校准光学系统205将基板上成像的拟曝光图案在相机206上成像，通过与标志位置（计算机系统中的理论位置）的比较，观察到拟曝光图案与基板之间的位置差异，计算出实际位置与理论位置的偏差，通过计算机对拟曝光图案进行调整，使拟曝光图案与基板对准。
Claims (5)
1.一种拼版式制备触摸屏的方法，其特征在于包括按顺序的以下步骤：
a、将大片的裸片玻璃切割成若干个小裸片玻璃；
b、将各小裸片玻璃进行强化并处理玻璃边缘，得到基板；
c、标记校准标识在各基板上；
d、将标记的各基板排列在曝光平台(302)上的多基板承载系统(301)内，由无掩膜曝光系统在各基板上成像，再通过校准系统分别对各基板进行校准定位；
e、采用无掩膜曝光系统对定位好的各个基板进行ITO层光刻；
f、对触摸屏膜组进行组装及测试；
所述步骤c中的多基板承载系统(301)由多个放置基板的定位框(3011)排列组成，所述的定位框(3011)内相邻的两边设置有活动定位块(3013)；
所述的曝光平台(302)为XY精密移动平台；
所述的无掩膜曝光系统的光路组成包括设置在多基板承载系统(301)上方的曝光光源(101)，所述的曝光光源(101)发出的光束经输出光纤(102)、光准直和均化装置(103)投射在反射镜(104)上后反射到空间光调制器(105)上，所述的空间光调制器(105)再将曝光光束反射出经光学系统(106)和第二半透半反分束镜(204)在基板上形成拟光刻的图案；
所述的校准系统的光路组成包括设置在多基板承载系统(301)上方的校准光源(201)，校准光源(201)发出的光经光准直系统(202)和第一半透半反分束镜(203)、第二半透半反分束镜(204)投射到多基板承载系统(301)内的基板上，经基板上的校准标识反射后再经第二半透半反分束镜(204)、第一半透半反分束镜(203)和校准光学系统(205)成像在相机(206)上。
2.根据权利要求1所述的一种拼版式制备触摸屏的方法，其特征在于所述的无掩膜曝光系统的光束波长与所述的校准系统的光束波长不同。
3.根据权利要求1所述的一种拼版式制备触摸屏的方法，其特征在于所述的校准光源(201)为红外光源，所述的基板上标记的校准标识为反射红外光的红外标识。
4.根据权利要求1所述的一种拼版式制备触摸屏的方法，其特征在于所述的无掩膜曝光系统和校准系统分别与计算机系统连接，所述的计算机系统将拟曝光的图像加载在空间光调制器上。
5.根据权利要求1所述的一种拼版式制备触摸屏的方法，其特征在于所述的第二半透半反分束镜(204)使得无掩膜曝光系统和校准系统的光学轴重合。
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2012
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