CN104416289B - 对高分辨率数字编码激光扫描器的优化以进行精细特征标记 - Google Patents

Abstract

本发明涉及对高分辨率数字编码激光扫描器的优化以进行精细特征标记。本文公开的是激光扫描系统及其使用方法。在一些实施例中，激光扫描系统可以被用于以烧蚀方式或非烧蚀方式扫描材料的表面。一些实施例包括扫描多层结构的方法。一些实施例包括对聚焦调节光学系统进行平移，从而改变激光束直径。一些实施例利用了20比特的激光扫描系统。

Description

对高分辨率数字编码激光扫描器的优化以进行精细特征标记

相关申请的交叉引用

本申请是均在2013年9月18日递交的美国专利申请No.14/030,799和PCT申请No.PCT/US2013/060470的部分继续申请，该美国专利申请和PCT申请二者都要求在2013年5月2日递交的美国临时专利申请No.61/818,881和在2013年2月21日递交的美国临时专利申请No.61/767,420的优先权。

本申请是在2014年2月21日递交的PCT申请No.PCT/US2014/017841的部分继续申请，该PCT申请要求在2013年5月2日递交的美国临时专利申请No.61/818,881、在2013年2月21日递交的美国临时专利申请No.61/767,420、以及在2013年9月9日递交的美国临时专利申请No.61/875,679的优先权。

本申请是在2014年2月21日递交的PCT申请No.PCT/US2014/017836的部分继续申请，该PCT申请要求在2013年9月18日递交的美国专利申请No.14/030,799、在2013年5月2日递交的美国临时专利申请No.61/818,881、以及在2013年2月21日递交的美国临时专利申请No.61/767,420的权益。

本申请要求在2013年9月9日递交的美国临时专利申请No.61/875,679的权益。

由此，通过援引将在先申请PCT/US2013/060470、PCT/US2014/017836、PCT/US2014/017841、No.14/030,799、No.61/818,881、No.61/767,420和No.61/875,679的全文并入本文中。

技术领域

本公开内容总体上涉及激光构图，并且更具体地，本公开内容涉及对高分辨率数字编码激光扫描器的优化以实现精细特征标记(fine feature marking)。

背景技术

对更小和更便携的计算设备的强烈需求已经促使了在许多对应领域中的实质性创新，包括用于智能手机和平板计算机的触摸屏。然而，在接触式传感器构图和印刷电子设备的领域中，仍然有很大的改进空间。包括光刻、丝网印刷和激光处理在内的现有技术具有各种缺陷，这些缺陷部分地是由于所需要的处理步骤的数量以及在各种处理步骤之间切换所消耗的成本和时间所造成的。除了与各种处理步骤相关联的成本以外，光刻和丝网印刷技术含有许多缺陷，包括增加了与昂贵的消耗品和有毒废物相关联的成本。常规的激光处理技术也具有许多缺陷。令人遗憾的是，现有技术还没有提出更加有效的方法和系统来处理印刷电子设备和接触式传感器。相应地，仍然存在对用于处理这些设备而没有伴随缺陷的改进方法和系统的需求。

发明内容

本公开内容旨在通过提供改变基板的表面的导电率而不会烧蚀其材料的激光过程形式的本发明来满足上述需求。因此，根据本公开内容的一个方面，提供了一种用于处理透明基板的方法，所述方法包括以下步骤：生成至少一个激光脉冲，所述至少一个激光脉冲具有为将在所述透明基板上设置的导电层非烧蚀地改变为非导电特征而选定的激光参数；以及将所述脉冲引导到所述导电层。

在一些实施例中，所述激光参数包括小于大约200ps的脉冲长度和小于大约1.5J/cm²的脉冲能量密度(pulse fluence)。在一些实施例中，通过改变基板相对于入射脉冲的位置来使脉冲的光斑尺寸在5到100μm的范围内变化。在一些实施例中，所述透明基板包括在所述基板的与所述导电层相对的表面上设置的保护膜，并且在对所述导电层的非烧蚀处理期间不去除所述保护膜。在一些实施例中，所述透明基板由柔性聚对苯二甲酸乙二醇酯材料制成。在一些实施例中，对于观察者的肉眼而言，与相邻的未被处理的导电层相比，非导电特征在视觉上是不可区分的，或者非导电特征具有非常低的可见度。在一些实施例中，脉冲经过透明基板被引导到导电层。在一些实施例中，导电层包括银纳米线。在一些实施例中，在利用激光脉冲进行处理之后，所述导电层的表面粗糙度基本不变。在一些实施例中，通过选择性氧化机制，在被处理的区域中，所述导电层变为不导电。

在本公开内容的另一方面中，提供了用于改变柔性透明基板上的银纳米线的导电矩阵的薄层电阻的方法，所述方法包括：生成至少一个脉冲，所述至少一个脉冲具有为增大导电矩阵的薄层电阻但不会烧蚀所述银纳米线而在一定范围内选择的激光参数；以及将所述脉冲引导到所述导电矩阵以增大所述薄层电阻。在一些实施例中，所述柔性透明基板包括在所述基板的与银纳米线的所述导电矩阵相对的表面上设置的保护膜，并且在通过激光脉冲对所述导电矩阵的非烧蚀处理期间不去除所述保护膜。在一些实施例中，对于观察者的肉眼而言，与相邻的未被处理的区域相比，多个所述激光脉冲所处理的区域在视觉上是不可区分的或者具有非常低的可见度。

在本公开内容的进一步方面中，提供了一种利用脉冲激光束来处理透明基板的方法，所述基板的特征在于使导电材料设置在所述基板的选定表面上，利用具有选定参数的脉冲激光束，所述导电材料能够经过非烧蚀改变而变为非导电材料，所述方法包括以下步骤：生成具有所述选定参数的至少一个激光脉冲、以及将所述脉冲引导到所述基板上的所述导电材料以产生到非导电材料的变化。

在一些实施例中，所述透明基板包括在所述基板的与所述导电材料相对的表面上设置的保护膜，并且在对所述导电材料的非烧蚀处理期间不去除所述保护膜。在一些实施例中，对于观察者的肉眼而言，与未被处理的导电材料相比，所述非导电材料在视觉上是不可区分的或者具有非常低的可见度。

在本公开内容的进一步方面中，提供了一种利用脉冲激光束来处理柔性透明基板的导电材料层的方法，所述导电材料层的特征在于：暴露于具有选定的激光脉冲参数的激光脉冲会使导电材料变为非导电材料且没有烧蚀去除所述材料层，所述方法包括以下步骤：生成具有所述选定的激光脉冲参数的至少一个激光脉冲、以及将所述脉冲引导到所述基板的所述导电材料层。在一些实施例中，所述导电材料层包括银纳米线。

在本公开内容的另一方面中，利用激光脉冲来处理目标表面，以使得在视觉上无法区分被处理的区域和相邻的未被处理的区域，除非进行实质性放大。在本公开内容的另一方面中，作为代替，使基板的表面上通常设置的、在处理期间待处理和去除的保护膜保持完整，并且在处理期间不去除所述保护膜。

根据本公开内容的一个方面，提供了一种对多层结构进行激光构图的方法，所述多层结构包括基板、设置在所述基板上的第一层、设置在所述第一层上的第二层、以及设置在所述第二层上的第三层，所述方法包括：生成至少一个激光脉冲，其中所述至少一个激光脉冲具有为非烧蚀改变所述第三层的选定部分的导电率而选定的激光参数，使得所述选定部分变为不导电；以及将所述脉冲引导到所述多层结构，其中所述脉冲没有实质地改变所述第一层的导电率。

在一些实施例中，所述第一层和所述第三层包括银纳米线。在一些实施例中，所述第一层包括ITO。在一些实施例中，所述第二层是具有绝缘属性的光致抗蚀剂。在一些实施例中，所述第二层被配置为保护所述第一层而使所述第一层不受所述脉冲的导电率改变特性的影响。在一些实施例中，所述第二层被配置为对来自所述脉冲的能量进行散射或吸收。在一些实施例中，与所述第三层相比，所述第一层具有较高的导电率改变阈值。在一些实施例中，所述第一层已经被热处理，从而增大所述第一层的所述导电率改变阈值。

在本公开内容的另一方面中，一种形成多层堆叠结构的方法包括：提供基板；在所述基板上沉积第一层，所述第一层是导电的；对所述第一层进行激光构图，使得所述第一层的选定部分变为不导电；在所述第一层上沉积第二层，所述第二层是绝缘的；在所述第二层上沉积第三层，所述第三层是导电的；以及对所述第三层进行非烧蚀激光构图，使得所述第三层的选定部分变为不导电且不会实质上改变所述第一层的导电率。

在一些实施例中，第一层和第三层包括银纳米线。在一些实施例中，第一层包括ITO。在一些实施例中，第二层是具有绝缘特性的光致抗蚀剂。在一些实施例中，第二层被配置为保护第一层，使其在第三层的非烧蚀激光构图期间不会改变导电性。在一些实施例中，第二层被配置为在第三层的非烧蚀激光构图期间散射或吸收能量。在一些实施例中，第一层的导电性变化阈值高于第三层。在一些实施例中，所述方法还包括在对第一层进行激光构图之后对第一层进行热处理的步骤。在一些实施例中，对第一层的激光构图是非烧蚀性的。

在一些实施例中，光学处理系统包括物镜和扫描系统，所述物镜被设置为将处理光束引导到目标表面，所述扫描系统被设置为跨越所述目标表面扫描所述处理光束。聚焦调节光学系统包括聚焦调节光学元件和聚焦致动器，所述聚焦调节光学元件被设置为将光束引导到物镜。聚焦致动器耦合到聚焦调节光学元件，以便沿着物镜的轴平移聚焦调节光学元件，从而在跨越目标表面扫描处理束时保持处理束的聚焦。束直径致动器被设置为对聚焦调节光学系统进行平移，以便将处理束直径限定在目标表面上。在一些例子中，控制器耦合到聚焦致动器，以便在横跨目标表面扫描期间保持处理束的聚焦。在其他例子中，基板台包括台致动器，台致动器被设置为沿着物镜的轴定位目标表面。在进一步的例子，控制器耦合到束直径致动器，并且台致动器和控制器基于所选择的束直径来平移聚焦调节光学系统和基板台。在特定的例子中，束直径致动器产生聚焦调节光学系统的逐步平移，并且能够平移到沿着物镜的轴的至少两个位置，所述至少两个位置与至少具有2：1、3：1、4：1、5：1、7.5：1或10：1的较大直径与较小直径比率的对应的聚焦束直径相关联。通常，束直径致动器被设置为对聚焦调节光线系统进行平移，以便限定至少两个处理束直径，所述至少两个处理束直径对应于对银膏导电边界和银纳米线或氧化铟锡导电层的烧蚀处理和非烧蚀处理，反之亦然。在一些例子中，激光器产生处理束，并且激光控制器基于处理束直径来选择光束功率。在一些例子中，聚焦致动器耦合到聚焦调节光学元件，以便沿着物镜的轴来平移聚焦调节光学元件，以便补偿物镜的场弯曲。

方法包括在利用来自物镜的光束处理基板的同时沿着物镜的轴平移聚焦调节光学元件，以便将处理束聚焦保持在目标上。通过沿着物镜的轴平移聚焦调节光学元件来选择处理束直径。在一些例子中，从至少两个预定值中选择处理束直径，其中所述预定值具有至少1.5：1的较大直径与较小直径比率。在其他例子中，目标是具有导电层和导电边界的复合体，其中所述至少两个预定值包括分别被选择用于处理导电层和导电边界的第一和第二处理束直径。在另外的例子中，选择第一和第二处理束直径，从而非烧蚀地处理导电层并且烧蚀地处理导电边界，反之亦然。在典型的应用中，选择处理束直径，以处理银纳米线或氧化铟锡导电层和银膏导电边界中的一者或多者。在一些实施例中，基于所选择的处理束直径而沿着物镜的轴来平移目标。在代表性例子中，选择至少两个处理束直径来处理复合基板的导电层和导电边界，其中从至少两个预定值中选择处理束直径，其中所述预定值具有至少2：1的较大直径与较小直径比率。在一些例子中，选择第一和第二处理束直径，从而非烧蚀地处理导电层并且烧蚀地处理导电边界，反之亦然。在一些例子中，方法还包括选择对应于第一和第二处理束直径的第一和第二光束功率。

在一些实施例中，方法包括：接收存储在至少一个计算机可读存储介质中的图案说明，所述图案说明包括与扫描向量相关联的至少一个图案特征的限定；以及基于所述图案说明而将激光束引导到固定扫描区域之上，其中以小于激光束直径的1/20的横向位移分辨率将激光束引导到扫描区域之上。

在一些实施例中，方法包括：选择激光束直径；将待扫描的基板设置在与所选择的激光束直径相关联的扫描平面上；以及通过针对基板扫描激光束而将基板暴露于具有所选择的激光束直径的激光束，其中以对应于小于激光束直径的1/10的角扫描增量在扫描平面上扫描所述激光束。

在一些实施例中，装置包括：激光器，其被配置为产生处理束；光学系统；以及扫描控制器，其被配置为接收被限定为多个扫描向量的扫描图案并且被配置为控制光学系统以将处理束引导到具有预定束直径的扫描区域。在一些情况下，扫描控制器被配置为控制光学系统以针对扫描区域来扫描处理束，以便产生暴露的扫描向量，从而使得暴露的扫描向量与期望的扫描向量之间的横向偏差小于预定束直径的1/10。

根据以下参考附图所进行的具体描述，本公开内容的前述的和其他的对象、特征和优点将变得更为明显。

附图说明

图1是根据本公开内容的方面的处理基板的激光束的截面图。

图2是根据本公开内容的方面的方法的流程框图。

图3是根据本公开内容的方面的经激光束构图的基板的顶视图。

图4是根据本公开内容的方面的未处理的和经处理的区域的覆有表面光度仪数据的图像。

图5A和图5B分别是根据本公开内容的方面的未处理的和经处理的区域的XPS曲线图。

图6是选自图5B中的曲线图的种类的XPS曲线图。

图7A-7C示出根据本公开内容的方面的在制造的各个步骤时的示例性叠置结构的截面图。

图8A-8C示出根据本公开内容的另一方面的在制造的各个步骤时的示例性叠置结构的截面图。

图9A-9C示出根据本公开内容的另一方面的在制造的各个步骤时的示例性叠置结构的截面图。

图10示出示例性的基于激光的处理系统。

图11示出与束直径调节相关联的位移。

图12示出正在用例如图10中所示出的系统进行处理的复合材料。

图13示出与不同的束直径相关联的聚焦区域。

图14示出处理复合材料的方法。

图15示出包括控制系统和激光扫描系统的示例性处理系统。

图16示出被配置为利用聚焦控制和束直径调节来控制基板处理的示例性计算环境。

图17示出用于调节束直径的代表性组件。

图18示出激光扫描系统和三个聚焦平面。

图19A和图19B均示出输入图案和由激光扫描系统实际扫描的图案。

图20A和图20B均示出由激光扫描系统扫描的多条线。

图21示出用于激光扫描系统的输入图案。

图22示出示例性方法。

具体实施方式

I.总体考虑

本申请以及权利要求中所使用的单数形式的“一”和“所述”包括复数的形式，除非上下文中明确指出并非如此。此外，术语“包括”表示“包含”。此外，术语“耦合”并不排除在耦合的项目之间存在中间元件。

无论如何，本文中所描述的系统、装置、和方法不应当被解释为进行限制。相反，本公开内容针对各种公开的实施例自身以及彼此的各种组合和子组合的所有新颖的并且非显而易见的特征和方面。公开的系统、方法、和装置不限于任何特定方面或特征或它们的组合，公开的系统、方法、和装置也不要求提供任何一个或多个特定优势或解决任何一个或多个特定问题。任何操作理论都是为了帮助理解，但是公开的系统、方法、和装置并不限于这些操作理论。

尽管为了方便表示而以特定的、顺序的次序描述了公开的方法中的一些方法的操作，但是应该理解的是，除非此处阐述的特定语言要求特定的次序，否则这种说明方式包括重新排列。例如，在某些情况下，可以同时重新排列或执行顺序描述的操作。此外，为简单起见，附图可能未示出可以结合其它系统、方法、和装置来使用所公开的系统、方法、和装置的各种方式。另外，说明书有时使用例如“产生”和“提供”的术语来描述公开的方法。这些术语是执行的实际操作的高度抽象概念。与这些术语相对应的实际操作将根据特定实施方式而发生变化，并且本领域的技术人员容易辨别出与这些术语相对应的实际操作。

在一些示例中，值、程序、或装置被称为“最低的”、“最好的”、“最小的”等等。应该理解的是，这种说明旨在表明可以在许多所使用的功能性替换中做出选择，并且这些选择不必比其它选择更好、更小、或者在其它情况下更可取。

为方便说明，诸如“顶部”、“上层”、“下层”、“底部”之类的术语用于描述所公开的实施例的特定特征。这些术语并不是要指代特定的取向，而是用于表明相对位置。

如本文中所使用的，激光束直径通常基于最低阶的TEM₀₀模式的1/e²强度或相似的功率分布。术语“轴”或“光轴”指的是耦合光学元件的轴。这些轴不必是单个直线线段，但是可以包括与由反光镜、棱镜、或其它光学元件所产生的弯曲和折叠相对应的多个线段。如本文中所使用的，透镜指的是单个透镜元件或多元件(复合)透镜。

Ⅱ.非烧蚀激光构图

柔性基板具有造价便宜的潜在优势，尽管在传统工艺下还没有实现这种性能。因此，本文中所描述的各种示例是针对用于不同应用的经处理的复合膜的制造，所述应用例如用于触摸感应显示器的透明导体。例如，可以对用于处理柔性复合膜的步骤进行配置，以使触摸感应区形成于柔性复合膜中，从而使触摸感应区变得适合用于各种显示设备中。经处理的基板的其它适合的应用可以更普遍地包括显示设备、以及LED荧光增强、其它商用和用户照明应用、可穿戴电子产品、以及光伏电池。然而，柔性基板尤其适用于非常需要较薄、耐用、并且柔性样式的移动用户显示器。此外，通过利用本文中所描述的进展，可以利用完整的保护层来实现柔性膜激光构图，使真正的卷对卷处理能够实现。在一些示例中，基板也可以是刚性的。

现在参考图1，示出了根据本公开内容的一方面的具有选择的激光脉冲参数、对目标1012进行处理的脉冲激光束1010的横截面图。如图所示，目标1012包括具有设置于一侧上的保护层1016、和设置于与所述一侧相对的另一侧上的导电性材料的薄层1018的透明基板1014。在许多示例中，基板1014具有诸如在50μm到200μm之间的范围内的恒定的或固定的厚度，所述厚度取决于基板和材料的应用或所使用的材料。在其它示例中，可以相对于基板1014和相关联的保护层1016和薄层1018来设置附加的层，例如其上沉积有一种或多种其它材料或层的基板或复合基板。

在一些示例中，导电材料层1018包括银纳米线的随机排列。薄层1018的银纳米线通常固定在诸如有机覆层之类的聚合物基质中的基板1014。激光束1010向薄层1018传送激光脉冲，并且产生经处理的部分1020，其中层1018的材料的导电性实质变化。本文中，术语“导电的”和“非导电的”具有属于印刷电子、触摸传感器构图、或光电子的领域中所普遍理解的意义，如以下所更详细地阐述的。

图2示出根据本公开内容的一方面的示例性方法1100的流程框图。在第一步1102中，基板设有设置于其上的薄导电层。基板优选为透明并且柔性的，但是在不脱离本公开内容的范围的情况下可以根据本文处理其它的基板。根据本公开内容的另一方面，保护层或保护膜可以设置于基板的另一表面上，例如，设置于与导电层相对的表面上，并且可以在不去除保护层或保护膜的情况下对基板进行处理。在第二步1104中，利用被选择用于实现基板上的薄导电层的非烧蚀处理的激光脉冲参数来产生至少一个激光脉冲，从而使薄导电层的经处理的部分变得不导电，并且使经处理的部分也具有低可见性。在第二步1106中，至少一个激光脉冲被导向基板。经处理的基板具有与未处理的基板不同的导电性，从而可以在基板上形成特定的感测区和电通路。通过小心地选择激光脉冲的特性，包括诸如脉冲长度、脉冲能量密度、脉冲能量、光斑尺寸、脉冲重复率、和扫描速度之类的脉冲参数，可以对基板进行处理，从而使其电特性以预定的方式发生改变，而不会实质上损坏基板和相关联的保护层和导电层，或者经由烧蚀处理而使它们发生结构上的改变。因此，在利用这种层的示例中，在基板的处理期间不必去除保护层(例如，保护层1016)。

尽管图1中的束1010通常被显示成是集中到其焦点的，但是其它的束几何结构和强度分布是可能的，包括非聚集束、线束、方形或矩形束、以及具有跨越一个或多个横向轴的均匀的、基本上均匀的或预选的强度截面的束。在一些示例中，提供束1010的束传送系统还被配置为关于目标1012来平移束1010，从而使束可以在其上形成线、区域、和其它几何特征。在其它示例中，可以平移目标1012，以形成几何特征，而束发射系统和束1010保持固定在一个或多个轴上。在其它示例中，可以平移目标1012和束1010。此外，在一些示例中，束1010从反方向撞击目标1012，从而使束1010传播通过保护层1016(如果存在)和基板1014，以造成对导电层1018的非烧蚀效应。

如本文中所使用的，烧蚀处理被理解为由入射光束通过汽化、光化学改变、或其它方式所导致的将材料从目标基本上移除的手段。类似地，非烧蚀处理被理解为在处理之后，即使目标的电或其它特性发生变化，现有的目标表面拓扑结构的结构特征也保持完整的手段。在一些示例中，非烧蚀处理的表面与相邻的未处理的区域在视觉上不可分辨。在一些示例中，银纳米线的非烧蚀处理不能移除或基本上移除银纳米线。可以在没有被认为对银纳米线来说是烧蚀的处理的情况下，经由激光处理来从银纳米线去除覆盖银纳米线的覆层。

尽管激光束1010的激光脉冲使经处理的部分1020变得不导电，但是经处理的部分1020的可见特性基本上保持不变。因此，在没有诸如显微镜之类的包括跨越多个视角的图像增强机制的帮助的情况下，经处理的和未经处理的部分1020、1018之间的区分是不明显的。参考图3，示出了根据代表性的公开方法处理的基板(例如基板1014)的顶视图的显微镜图像，其在单色光照明下被放大到1500倍。经处理的银纳米线的水平线条1022被示出为大约30μm宽，所述水平线条1022即使在实质上放大的情况下依然不易被裸眼观察到，如图3中所表示的。用于提供线条1022中所示的较好的非烧蚀结果的激光脉冲参数包括大约50ps的脉冲长度、大约0.17J/cm²的脉冲能量密度、大约40μm 1/e²的光斑尺寸、具有大于90％的脉冲与脉冲重叠的约1m/s的扫描速率、大约12μJ的总脉冲能量、以及大约100kHz的脉冲重复率。

前述的激光脉冲参数值仅是示例，并且可以选择其它参数并且针对不同的目标和系统进行优化。另外，可以针对各种处理速度来缩放参数值，前提是脉冲重叠和脉冲能量保持在适合于产生非烧蚀、非导电效应的参数范围内。因此，脉冲重复率可以增加到1MHz、MHz的10倍、或更多，以增大处理速度，前提是必要的激光和束传送架构被相应地配置。脉冲长度可以选择为更短的或更长的，并且诸如脉冲能量密度之类的其它参数可以被调整为确保目标被非烧蚀地处理为不导电的特征。例如，可能的脉冲长度包括小于约1ps、100ps、200ps、500ps、800ps、或1ns。其它参数可以相应地进行类似的改变和优化。

在形成之后，由于激光束1010中的脉冲给经处理的区域1020所带来的薄层电阻的变化，目标1012的条纹1022以上和以下的两部分变得彼此电隔离，从而有效地形成对电力的传导流动的阻碍。随着材料规格的变化，可以利用启发式方法或其它优化方法来仔细地选择其它参数，以实现本公开内容的处理的非烧蚀的导电性改变方面，同时与未处理的区域相比，保持经处理的区域的超低可见性。也可以将激光束1010修改为具有除了高斯之外的形状，例如平顶、超高斯，等等。能够操作本公开内容的激光参数方案的激光系统通常包括脉冲光纤激光器、脉冲光纤放大器、和二极管泵浦的固态激光器。

因此，可以利用本文中公开的方法在基板上形成形状和图案，以便实现从一个未处理的区域到下一个未处理的区域的电隔离。除了不需要掩模、光致抗蚀剂、蚀刻槽、替换或提供附加的保护膜之外，激光器或扫描激光器的使用提供了高度可配置的工艺，从而实现了薄层对薄层、卷对薄层、卷对卷(R2R)、或卷对完成的传感器的制造。可以利用图像文件对扫描激光器进行编程，以针对或在各种图案几何形状与衬底之间容易地调整工艺。此外，通过利用本文中所描述的超低可见性处理方案，通过传统的激光器或化学处理能够实现更大幅度地减少循环时间。例如，在传统的激光工艺中，为了减少烧蚀处理的区域的可见性，为了提供有效地降低烧蚀标记对用户的裸眼的总可见性的均匀的图案效果，不一定必须对附加的区域进行处理。由于本公开内容的处理方案首先产生超低可见性标记，与填充要降低可见性的区域相关联的附加的处理时间不再必要，从而产生更快的并且因此更成本高效的工艺。

透明基板1014能够由包括玻璃、塑料或金属的各种不同材料构成。典型的基板往往由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)制成，这是因为聚对苯二甲酸乙二醇酯的低成本及有利的特点，该有利的特点包括透明性、柔性、弹性、易于制造等。能够使用透明导电膜处理领域技术人员已知的一种或多种方式来制造PET基板，并且PET基板在一些例子中能够以适于卷对卷的处理的卷被提供。其它可能的基板材料的非穷举的列表包括玻璃、聚萘二甲酸乙二醇酯(polyethylene naphthalate)、聚亚安酯(polyurethane)、以及各种金属。图3中示出的基板1014具有约0.13mm的厚度并且由聚对苯二甲酸乙二醇酯制成。在此厚度范围中，PET与其它合适的材料是柔性的并且能够被存储、运输、或配置用于以预定宽度的卷进行处理。基板1014对于视觉显示应用典型地是透明的，使得当基板1014后来被应用于显示设备(未示出)时，来自显示设备的光可以通过基底1014朝向设备的用户传播。

在柔性透明导电膜的典型例子中，以卷或以平片配置提供未加工的原料(roughstock)以用于透明导电膜的激光图案处理，使得未加工的原料变成适用于诸如光电子设备的各种应用的已处理的原料。在一些例子中，透明导电膜材料包括沉积至预定厚度或导电性的银纳米线(也称为SNW或AgNW)，预定厚度和导电性二者典型地通过在膜生产阶段中提高或降低银纳米线的密度来设定。在其它例子中，透明导电膜能够包括其它材料或具有多层。透明导电膜能够在刚性表面上找到最终用途，例如在刚性玻璃或复合屏幕上找到最终用途。银纳米线非常适合于柔性基底，因为其诸如导电性和结构整体性的材料性质在各种类型的弯曲负荷下(例如，固定弯曲、圆柱变形或易曲折的)更一致。

保护层1016也能够由适合于提供保护以免受由于颗粒物质、磨损、抓擦引起的损伤的不同材料制成。典型地将保护层1016的厚度选择为适合提供对在下基板1014的保护。一个合适的厚度是大致0.04mm，然而，可以使用其它厚度。因为本公开内容的方面能够消除在制造期间去除、重新施加、或替换保护层1016的需要，所以包括各种材料的保护层1016是可能的。由聚乙烯或聚对苯二甲酸乙二醇酯制成的保护膜1016适合于提供对基板1014的表面的必需的保护。常规工艺中必需在处理基板1014之前去除诸如保护层1016的保护层并且在处理基板1014之后重新联接或重新施加该保护层的以避免处理期间由激光施予的强热造成的对保护层的损伤的要求导致实质上额加的处理时间和成本。如于此公开的，能够处理基板1014，而无需对保护层1016的去除和重新、联接或重新施加，导致透明基板的处理中革命性的成本降低的可能，该透明基板包括柔性透明基板。

图4是图3中示出的目标基板1014的顶视图的类似图像，其上叠加了额加的表面粗糙度数据。第一水平线1024大致沿已处理的条纹1022的中间延伸。邻近于第一水平线1024约30μm，第二水平线1026沿未处理的区域1018与第一水平线1024平行延伸。图像的底部的区域1028包括沿相应平行线1024、1026的横向深度曲线1030、1032。深度曲线彼此交叠并且示出了相对于彼此在深度为大致0.2μm的公共范围中的最小变化，进一步示范了根据本公开内容的方面的与处理相关联的非烧蚀效果。根据基板和导电表面层的质量，其它表面可以具有较大的深度变化范围，然而，于此已处理和未处理的区域之间的变化在非烧蚀工艺下最小。

图5A和5B示出了对于基板1014的未处理(图5A)和已处理(图5B)的区域的x射线光电子光谱(XPS)结果，指示相对于结合能每秒的计数。XPS总体上有助于解释目标表面的元素含量和得到可以由于各个外部输入而发生的材料变化。除一些特定例外，示出的对于未处理和已处理的区域的结果在结合能的范围上基本上相同。在已处理的区域1020中出现了对于AgMNN、Ag 3p3/2、Ag 3p1/2以及Ag 3d的结合能峰，总体指示氧化银的存在。例如，参照图6，结合能关于动能和光子能的绘图以大约368eV为中心并且总体上指示已处理的区域中的氧形态。还有，各种碳核素、氟、氧、以及硅信号数据暗示在由激光头脉冲处理之前和之后存在其中嵌入了银纳米线的聚合物基质。因此，从银纳米线选择性地去除有机涂层是可能的，容许纳米线被氧化并且呈现非导电特性，而涂层的其余部分保持基本不变。总体上，银纳米线能够呈现比例如氧化铟锡(ITO)的更常规的透明导电膜更优越的属性。透明导电层1018典型地在数十纳米厚的量级。银纳米线往往为大致10μm长并且直径在数纳米至数十纳米的范围内，然而，其它的尺寸是可能的。

能够部分基于选择的待处理的材料的相关性质来选择根据本公开内容的方法的适合于非烧蚀激光处理的激光参数。例如，在下基板、薄的导电层等的变化的厚度能够影响激光脉冲热可以如何分布或导致需要减轻的其它的时间相关的效果。与邻近或分开的未处理的区域相比，优化的工艺参数将导致具有超低可见性的已处理的区域或特征。一个优化区域能够包括激光脉冲波长。用于在于此的图像中示出的工艺样品的光波长为1064nm，并且总体是优选的，因为该较长波长光与透明基板、保护膜、或附近的其它材料或材料层的相互作用比较短波长与它们的相互作用小。诸如光刻的其它技术通常需要生产更困难或昂贵的波长，例如可见或UV光谱中的波长。

通过根据于此的方法来处理目标基板，能够实现优于处理透明基板的常规制造技术的各种优点，这基于本公开内容将是明显的。

III.多层结构的激光构图

触摸传感器典型地包括通过一个或多个沉积或层叠工艺层叠在一起的各种材料的膜复合体。各种层叠配置是可能的，并且能够在多层的制作期间实施各种中间处理步骤。例如，于此说明的不同多层结构能够具有以与附图中公开的顺序不同的顺序布置的层。在一些实施例中，沉积的材料层能够设置在基板的一或两侧上。在进一步的实施例中，脉冲激光束能够从与示出的方向相反的方向入射。能够使用不同的材料用于不同的层，于此讨论的那些层是一些合适的例子。将理解的是，许多不同的配置和变型是可能的并且在本公开内容的范围内。

现在参照描绘根据本公开内容的方面的对多层材料叠层进行非烧蚀激光处理的方法的不同阶段的图7A-7C。在图7A中，提供了多层叠层结构2010，其包括由PET或其它合适的材料制成的基板2012。结构2010包括设置在基板层2012上的导电第一层2014。第一层2014包括银纳米线、或另外的合适的绝缘材料。可以由光致抗蚀剂或其它合适的绝缘材料制成的第二层2016设置在第一层2014上。在在第一层2014上沉积或形成绝缘层2016之前，能够对结构2010非烧蚀地进行激光处理，以形成选择的非导电区，包括线、图案、或其它几何结构，以下进一步说明非烧蚀处理。

绝缘层2016能够包括提高层2016散射或吸收入射激光能量的能力的一种或多种掺杂剂，以减小入射到第一层2014上的残余通量的量。在图7B中，在多层结构2010的第二层2016上沉积或形成第三层2018。第三层将典型地包括银纳米线，然而，如果其它适合的导电材料能够进行非烧蚀导电性变更，也能够使用该其它适合的导电材料。一个优选的分层是第一和第三层2014、2018二者中的银纳米线。相对于其它材料，银纳米线提供数个优点，包括被非烧蚀地进行激光处理(如于此说明的)的能力以及它们的在变形下保持它们的特性的能力，诸如弯曲负荷。例如，银纳米线非常适合于柔性触摸屏的应用。在图7C中，生成具有适合于对目标的非烧蚀变更的工艺参数的脉冲激光束2021。将脉冲激光束2021引导至结构2010以用于对结构2010的激光处理。脉冲束2021与结构2010的第三层2018相互作用，而不烧蚀第三层2018的选择的部分2022。通过与来自脉冲激光束2021的激光脉冲的相互作用，选择的部分2022的导电性改变为非导电的。同时，第三层2018以下的第一层2014的选择的部分2024不经历导电性的相同改变。另外，选择的部分2024不受到束2021的烧蚀。绝缘层2016能够有助于减轻由第一层2014接收的脉冲能量以防止导电性变更材料相互作用。

在图8A-8C中，示出了根据本公开内容的方面的多层层叠结构2020的激光处理方法的另外的方面。在图8A中，层叠结构2020包括基底2012和第一层2026，第一层2026优选地包括银纳米线。第一层2026经过热处理，由向下面向的箭头表示，以向上变更第一层2026的导电性改变阈值特性。因此，在热处理之后，用于第一层2026的导电性变更的阈值更高。在一些例子中，此导电性变更阈值能够与材料的烧蚀阈值相关。能够使用用于热处理的各种温度，并且能够选择或调整该温度以提供对第一层2026的不同影响。在一些例子中，利用烤炉、激光器、或其它热处理机构来执行热处理。第一层2026的热处理能够导致覆盖第一层2026中的银纳米线的有机涂层的密度的变更，提高其通量阈值。在图8B中，结构2020经历了其后的分层步骤，在第一层2026顶上提供第二层2016，在第二层2016顶上提供第三层2018。在图8C中，生成具有适合于对目标的非烧蚀变更的工艺参数的脉冲激光束2021。将脉冲激光束2021引导至结构2020以用于对结构2020进行激光处理。脉冲束2021与结构2010的第三层2018进行相互作用，而不烧蚀第三层2018的选择的部分2022。通过与来自脉冲激光束2021的激光脉冲的相互作用，选择的部分2022的导电性改变为非导电的。同时，第三层2018以下的第一层2026的选择的部分2024不经历导电性的相同改变。另外，选择的部分2024不受到束2021的烧蚀。

参照图9A-9C，示出了根据本公开内容的方面的多层层叠结构2030的激光处理方法的方面。在图9A中，层叠结构2030包括基板2012和第一层2028，第一层2028优选地包括氧化铟锡。第一层2028能够被烧蚀地处理，使得通过烧蚀激光工艺去除第一层2028的部分。第二层2016沉积在第一层2028上。在图9B中，第三层2018沉积或形成在第二层2016上。第三层2018与第一层2028的材料成分不同，其中第三层2018优选包括导电银纳米线。因为材料区别，第三层2018具有与第一层2028不同的导电率改变阈值特性。在图9C中，由脉冲激光束2021来处理结构2030。脉冲激光束2021被生成为具有适于目标的非烧蚀蚀变的工艺参数。脉冲激光束2021被引导至结构2030以对结构2030进行激光处理。脉冲束2021与结构2010的第三层2018相互作用而不烧蚀其选定部分2022。通过与来自脉冲激光束2021的激光束的相互作用，选定部分2022的导电率被改变为非导电的。与此同时，第一层2028的位于第三层2018之下的选定部分2024的导电率未经历相同的改变。另外，束2021未对选定部分2024进行烧蚀。

通过对导电区或导电层的非烧蚀处理，使得它们能够用于电子设备或与印刷电子设备或光电子设备相关的其它设备中的触摸感应屏幕，所述设备包括受益于基板的低损害、低可见性处理或要求精度的设备。如这里所使用的，“烧蚀”和“非烧蚀”具有上述含义。

在一些情况下，导电材料层包括银纳米线的随机排列。这种层的银纳米线可以被固定至诸如有机外涂层的聚合物基质形式的基板。激光束可以传送激光脉冲至该层并且生成经处理部分，其中导电层的材料的导电率基本被改变成使得所述经处理部分实际为非导电的。如这里所使用的，术语“导电的”和“非导电的”具有在印刷电子设备、触摸传感器构图或光电子设备领域通常理解而赋予的含义，如下面将更详细阐述的。

激光脉冲能够被引导至各种图案中的复合体，使得在基板上形成特定的区域和电气通路。通过仔细选择激光脉冲参数的特性，包括脉冲长度、脉冲能量密度、脉冲能量、光斑尺寸、脉冲重复率以及扫描速度，基板可以被处理成使得以预定的方式来改变其电气特性，而基板、相关的保护和导电层基本未被损害或发生结构性改变(例如，烧蚀)。

适于导电层的非烧蚀处理的示例性激光脉冲参数包括大约50ps的激光长度、大约0.17J/cm²的脉冲能量密度、大约40μm(1/e²)的光斑尺寸、大约1m/s的扫描率(具有大约90％的脉冲至脉冲重叠)、大约12μJ的总脉冲能量、以及大约100kHz的脉冲重复率，使用具有1064nm的波长的光学辐射(已经发现与更短波长的光相比，该辐射与基板以及其它材料相互作用程度更小)。其它各种参数也是适用的。例如，脉冲重复率可以被增大至1MHz、至10MHz、或至大于10MHz以增大处理速度。可以选择更短或更长的脉冲长度。可以调节脉冲能量密度以确保目标被非烧蚀处理。可能的脉冲长度包括小于大约1ps、100ps、200ps、500ps、800ps或1ns。可以对其它参数进行类似的改变或对其进行相应地优化。可以部分基于被选择的待处理的材料的相关属性来选择适于非烧蚀激光处理的激光参数。例如，改变基板、导电层等等的厚度能够影响激光脉冲热如何分布，或导致要求减轻的与时间相关的其它效应。

尽管用于处理的束通常引导至结构的焦点，但是其它的束几何配置和强度分布也是可能的，包括未聚焦束、线性束、方形或矩形束、以及横跨一个或多个横轴具有均匀、基本均匀或预选强度分布轮廓的束。在一些情况下，复合体可以被平移为有助于实现其表面上的几何特征。在一些情况下，一个或多个激光束从顶部或背侧方向入射到复合体上，使得束通过基板传播至导电层，从而所述束导致导电层的烧蚀或非烧蚀改变。在一些情况下，激光脉冲在不改变经处理部分的可见性的同时导致导电层的经处理部分变为非导电的。类似地，激光脉冲能够烧蚀或非烧蚀地处理导电边界。能够通过增大入射到目标表面上的激光束的能含量来实现导电边界的激光烧蚀。例如，能够通过增大脉冲长度、脉冲能量密度、总脉冲能量，通过使用更短的波长或通过减小光斑尺寸来调节激光脉冲参数。能够适用的激光系统通常包括脉冲光纤激光器、脉冲光纤放大器以及二极管泵浦固态激光器。

IV使用可变焦平面对导电膜进行构图，以控制特征尺寸

在一些情况下，可以使用激光扫描系统来处理诸如用于电子设备(例如，用作电子设备中的触摸屏)中的复合体膜。在一个示例性处理方案中，可以在基板上沉积一种或多种导电材料(例如，银纳米线层以及银膏的边界)，并且能够使用激光扫描系统来处理导电材料(例如，用于减小导电层的多个部分的导电率、或用于通过材料的烧蚀来形成各种特征)。相对于包括屏幕印刷和/或光刻技术的现有触摸屏制造工艺，本公开内容提供了各种优点。具体而言，本公开内容使用单个激光扫描设备既实现了触摸屏的主体又实现了其待处理的IC通道。

用于处理复合体膜的步骤被配置为使得在复合体膜中形成用于各种显示设备中的触摸敏感区。经处理材料的其它适用的应用可以包括更一般的显示设备、LED磷增强、其它商业和消费照明应用、可佩戴的电子设备以及光伏电池。然而，复合体膜尤其适用于移动消费显示器，其中非常期望更薄、更持久以及更具柔性的设计。当用作移动消费设备显示器时，复合体膜(并且因此构成复合体膜的材料的每一层)是柔性和/或透明的可能是有优势的。然而，根据最终产品的预期使用，复合体膜至少部分或高度不透明、和/或至少部分或高度刚性可能是有优势的。这里描述的系统、设备以及处理可以用于处理复合体膜，而与它们的透明性和/或硬度无关。在这里复合体膜可以被简称为复合体。

可以由各种材料来形成所使用的基板。例如，基板可以由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)制成，因为其低成本以及有利特征，包括透明度、柔性、弹性、制造的简易性等。其它可能的基板材料的非穷举清单包括聚萘二甲酸乙二酯、聚亚安酯、各种塑料、各种玻璃以及各种金属。基板可以具有各种厚度。例如，基板可以具有介于大约10μm和1mm之间的厚度，或者介于大约50μm和200μm之间的厚度，或者在一个特定示例中，具有大约130μm的厚度。

在一些情况下，柔性和透明复合体材料包括具有银纳米线层(也被称为SNW或AgNW)的基板(例如，PET)，所述银纳米线层在复合体材料上被沉积成具有预定的厚度或预定的导电率，通过在复合体制造期间增大或减小银纳米线的密度来实现预定的厚度或预定的导电率的任一种。银纳米线层可以具有各种厚度，例如，介于1nm和100nm之间的厚度，或介于3nm和70nm之间的厚度，或介于30nm和50nm之间的厚度。银纳米线尤其适用于柔性基板，因为在各种类型(例如，固定弯曲、循环变形、或柔韧的)的弯曲负载下，它们的材料属性，例如导电率或结构完整性更相容。在一些情况下，氧化铟锡(ITO)或其它适用材料可以用来替代银纳米线。

图10示出了激光扫描系统100的一个实施例。系统100包括激光束104的源102，所述激光束104由一对射线106、108示出。激光束104沿着由虚线示出的光轴124从源102传播至由壳体112保持的聚焦控制透镜110。透镜110可以是诸如平凹的单个光学元件、或双凹透镜、或包括两个或更多个单透镜元件的混合透镜。在一些情况下，聚焦控制透镜110生成发射束，但是在一些示例中，聚焦控制透镜110使得束104一开始会聚至焦点，然后随着其传播远离所述焦点而扩展。在离开聚焦控制透镜110时，束104沿着光轴124而被引导至物镜组件116，所述物镜组件116在光束104离开物镜组件时使光束104会聚。会聚束然后被引导至第一反射表面118，所述第一反射表面118将束104反射至第二反射表面120，所述第二反射表面120将束104反射至基板122，在基板122处，束104被聚焦到焦点126。通常，束104被聚焦在基板厚度的一些部分处，但是束焦点可以在基板的前面或后面，以及在基板122以内。

如图10中所示，可以调节系统100的反射表面118、120，以便相对于基板122来控制所述束。作为一个示例，表面118、120可以是分别耦合至第一和第二检流计119、121的反射表面，并且因此可以使用提供扫描和聚焦控制的控制系统140来操纵和控制它们的取向。控制系统140还被耦合至一个或多个检流计或替代沿着轴124的聚焦控制透镜110的其它焦点调节结构114。如图10中所示，聚焦控制透镜110可以被移动至各个位置，例如以虚线示出的位置115。利用这种移动，聚焦控制透镜110向物镜组件116提供输入束，使得所述束被聚焦在可接受的位置，从而补偿非平面焦平面或弯曲的/或非平面基板。

尽管聚焦控制透镜110能够调节束104在基板处的聚焦，但是沿着轴124的大束位移通常是不可用的。实际上，聚焦控制透镜110的壳体112被固定至移动台130，以便沿着轴124将聚焦控制透镜110移动至各个位置，例如以虚线示出的位置117。聚焦控制透镜110和壳体112的这些相对更大的移动允许其间束104能够聚焦的扩展范围，并且因此允许在焦点位置处的束光斑尺寸的相应变化。利用平移台131沿着轴124定位基板122，使得各种光斑尺寸的束能够聚焦在基板122处。出于描述的方便，利用平移台130的聚焦控制透镜110的这种调节可以被称为束直径调节。

图10的系统允许在整个弯曲的或非平面目标表面上保持聚焦。图11示出了利用诸如系统100的系统来对光束进行聚焦。目镜200被定位成沿着轴208对光束进行聚焦。对于固定的透镜位置以及沿着轴208的束聚焦，在扫描时束通常未被聚焦在平面204上。实际上，扫描束聚焦定义了弯曲的表面206。为了聚焦在平的表面(或其它形状的表面)上，调节聚焦控制透镜以在平面204(或其它表面)上建立束聚焦。如图11所示，通常光线方向和轴208之间的角度越大(即，角度α2越大)，则实际焦点与平面204的这种位移越大。为了改变束光斑尺寸，利用例如如图10中所示的平移台130来平移聚焦控制透镜。利用这种调节，可以使用聚焦控制透镜将束聚焦成在替代焦平面214处具有不同的束直径，以便校正弯曲的场聚焦表面216。通过这种方式，主要利用相对较小的(或通常更快的)聚焦调节来完成束聚焦，同时利用相对大的(或通常更慢的)束光斑尺寸调节来调节束光斑尺寸。

在一些系统中，可设置伺服电动机或其它运动控制设备(或压电设备，检流计、平移台等)，从而移动聚焦控制透镜，来校正场曲率并保持在基板处的束聚焦。可设置附加的伺服电动机(或压电设备，检流计、平移台等)，来移动聚焦控制透镜，以进一步沿着光轴来调节束聚焦的位置，典型地，调节束直径。

总体参照图12，截面图示出三个(典型地是脉冲)激光束302、303、304，每个激光束具有所选的激光脉冲参数，引导到复合体300，并聚焦在不同的复合特征处。如所示，复合体300包括具有底部305和外围凸缘307的基板306、外围导电边界308、以及沉积在基板306的顶表面上的导电材料层310。在一些示例中，基板306具有恒定或固定的厚度，或可具有可变的厚度，这取决于复合体所要用于的应用。在一些示例中，外围导电边界308包括导电银膏。

在一些实施例中，复合体300可被处理用作电子设备中的电容触摸屏。在这样的实施例中，复合体300可以是透明的，使得其可以覆盖电子设备的显示器，以提供触摸屏性能，而不阻碍用户观看显示器。薄层310可以包括触摸屏的主体(即，其可以覆盖显示器)，并且边界308可以包括一个或多个集成电路(IC)电缆沟，以将IC耦合到触摸屏的主体。IC可用于例如基于在触摸屏上各种位置处的电容的变化来确定触摸事件在触摸屏上的位置。电缆沟将IC耦合到触摸屏自身，以实现这些确定。

在各种电子设备中，期望薄层310覆盖设备显示器的整体，以便允许用户与显示器的整个范围进行交互。因此，必需将IC电缆沟安装在电子设备的聚光圈内。由于电子设备聚光圈被做的较小，所以有利的是，类似地减小IC电缆沟的尺寸(所以它们可安装在聚光圈内)，并能够更加精密地控制它们的特性(例如，它们的导电性和尺寸)。

因为边界308和薄层310用于不同目的，可以按照不同的方式来对它们进行处理，以实现不同的结果。例如，有利的是，非烧蚀处理薄层310，使得其为用户保持均匀厚度和外观。然而，有利的是，烧蚀处理边界308，以便从连续的边界308形成IC电缆沟。此外，平面z1、z2以及z3沿着脉冲激光束302、303、304的光轴彼此分隔开，脉冲激光束302、304以及303分别聚焦于平面z1、z2以及z3上以处理层310和边界308。因此，本文所描述的技术允许利用单个系统来对层310和边界308这两者进行处理，该技术提供了各种优点。

如上所解释的，图12图示了由诸如系统100的激光构图系统处理的复合体的部件。根据先前的说明，系统100可用于以各种不同的方式来处理薄层310和边界308。例如，如以下更详细地解释的，系统100可被用于非烧蚀处理薄层310。此外，如以下进一步详细描述的，系统100也可用于烧蚀处理边界308。在这样的处理步骤中，聚焦控制透镜110的运动可以是自动的，以校正场曲率。外壳112的运动可以人工控制或通过计算机控制的伺服马达模块来控制，以控制激光束在该束的光轴的方向上的焦点的位置。

因此，如图12所示，脉冲激光束302可被控制以聚焦在焦平面z1处的薄层310的曝光表面上，以便非烧蚀处理层310。类似地，脉冲激光束304可以被控制以聚焦在焦平面z2处的边界308的曝光表面上，以便烧蚀处理层308。另外，在激光束用于烧蚀处理复合体300的情况下，可连续控制激光束，使得其聚焦在材料的表面处(其可以在进行烧蚀时移动)。在一些情况下，期望将激光束在其正处理的表面上的光斑尺寸最小化。在这样的情况下，激光束的焦平面与正被处理的材料的曝光表面一致，如针对激光束302和304所图示的。然而在其它情况下，可使用较大的特征尺寸和较大的光斑尺寸。在这样的情况下，激光束的焦平面可以沿着激光束的光轴，从正被处理的材料的曝光表面发生偏差，如针对激光束303所图示的.因此本文所述的扫描激光系统允许调节特征尺寸。

在一些情况下，在激光扫描系统与待处理的材料的表面之间的距离可被调节，例如增加距离来提供较大的场尺寸、减小距离来改进精度，或改变聚焦的光斑尺寸。因此，在一些情况下，将由激光扫描系统处理的材料可设置在可调节表面上，其可移动来调节扫描系统与待处理表面之间的距离。例如，如图12所示，复合体300可设置在平台312上，平台312可沿着轴ZF调节。可使用各种机构来沿着ZF轴调节平台312。作为一个示例，平台可耦合到一个或多个螺杆314，其被拧入相应的在内表面上具有对应的螺纹的中空管316中。因此，管316的旋转使得平台312沿轴ZF运动，并由此使复合体300沿轴ZF运动。管316可被支撑在基座单元318上。当然，也可使用任何其它平移机构。

图13示出了激光束406、408、410，每个激光束沿着由激光扫描系统412所引导的不同轴传播，激光扫描系统412可以具有与系统100类似的配置。激光束406、408、410的每个以三种不同的配置(分别如束406A、406B、406C或408A、408B、408C或410A、410B、410C)被示出：以聚焦于第一焦平面400A或400B(即，如在406A、408A和410A示出)上的第一配置，以聚焦于第二焦平面402A或402B(即，如在406B、408B和410B示出)上的第二配置，以及以聚焦于第三焦平面404A或404B(即，如在406C、408C和410C示出)上的第三配置。焦平面400A比焦平面402A距系统412远距离x2，并且焦平面402A比焦平面404A距系统412远距离x3。距离x4、x5、x6典型地对应于不同的聚焦位置，其对应于物镜中的场曲率。因此，物镜可形成束聚焦，用于基板的位于平面400A处的物镜轴上的目标部分；没有聚焦调节，入射至轴外目标部分的束将聚焦在平面400B上。如上所述，可提供聚焦控制透镜，来调节聚焦位置进行补偿。

位移x2、x3通常被提供，以对应于聚焦控制透镜的较大平移，从而产生束光斑尺寸变化。位移x2、x3通常不相等，并且聚焦在平面400A处的束光斑尺寸通常大于在平面402A处的束光斑尺寸，在平面402A处的束光斑尺寸又大于聚焦在平面404A处的束光斑尺寸。如图12所示，处理系统配置为在与不同束光斑尺寸关联的位置处(即，在位移x2、x3)提供聚焦调节(x4、x5、x6)。

图14示出了用于处理复合体(例如，待处理用于作为电子设备中的触摸屏的复合体)的示例性方法500。在502中，选择包括具有形成于其上的导电层和导电边界的基板的复合体。在504中，实现图案或过程说明，其表示复合体的各部分如何被处理，并可以包括图案布局、驻留时间、特征尺寸、处理类型(例如，烧蚀或其它过程)。在506中，处理光束参数(例如，功率、波长、脉冲重复率、脉冲能量以及束光斑尺寸)与图案说明相关联。在508中，焦平面(或工作距离)被选择，以产生所选的束光斑尺寸。在510中，聚焦控制组件被定位，使得来自聚焦控制组件的束在所选焦平面处被焦距到合适的束光斑尺寸。如图14所示，选择焦平面来处理导电层。在512中，利用聚焦控制透镜提供的聚焦控制对导电层(或其它基板区域)进行处理，以具有所选的光斑尺寸/工作距离。在514中，聚焦控制组件被定位，使得来自聚焦控制组件的束在另一所选焦平面处被聚焦到另一合适的束光斑尺寸。如图14所示，选择该焦平面以处理导电边界。在516中，利用聚焦控制透镜提供的聚焦控制对导电边界(或其它基板区域)进行处理，以具有所选的光斑尺寸/工作距离。处理终止于520中。基于图案说明，可使用多个不同的工作距离和束光斑尺寸。尽管可使用一系列的束光斑尺寸，例如在2μm和10mm、4μm和1mm、5μm和0.5mm、或8μm和0.2mm之间的束直径，然而典型的束光斑尺寸在10μm和100μm之间。这些束通常可处理包括导电银膏或银纳米线的复合体，以具有对应尺寸的特征。

导电层和边界的烧蚀或非烧蚀处理

在一些情况下，导电层被非烧蚀处理，因此其可用作电子设备的触敏屏，并且导电边界被烧蚀处理，使得其形成IC电缆沟，其从触敏屏引向集成电路。然而，在可选实施例中，导电层或导电边界可烧蚀或非烧蚀处理，这适于特定实施例。如本文使用的，“烧蚀”或“非烧蚀”具有如上提出的意义。

在一些情况下，导电材料层包括银纳米线的随机布置。这样的层的银纳米线可紧固到聚合物基体中的基板，例如有机外套。激光束可将激光脉冲传输到这样的层，并产生处理部分，其中导电层的材料的导电率被基本改变，使得经处理的部分有效不导电。如本文使用的，术语“导电”和“非导电”具有归因于它们在印刷电子、触摸传感器构图或光电子领域通常理解的含义。例如，对于材料的使其可被考虑为导电的合适薄层电阻包括30-250Ω/sq，并且对于材料的使其可被考虑为非导电或电隔离的合适的薄层电阻或电隔离测量包括大于或等于大约20MΩ/sq的电阻。然而，这些薄层电阻仅为示例，并且其它导电和非导电范围可应用，这取决于特定应用的需要。一些处理衬底在薄层电阻低于500Ω/sq、1kΩ/sq、5kΩ/sq或10kΩ/sq的情况下可以被视为充分导电的，并且在薄层电阻大于或等于大约100kΩ/sq、1MΩ/sq或100MΩ/sq的情况下可以被视为非导电的。

激光脉冲可按各种图案被引导到复合体，使得特定区域和电路径形成在基板上。通过仔细选择激光脉冲参数(包括脉波长、脉冲影响、脉冲能量、光斑尺寸、脉冲重复率以及扫描速度)的特性，衬底可被处理，使得其电特性以预定方式改变，同时基板和关联的保护及导电层没有被实质性损害或结构改变(例如，烧蚀)。

适于导电层的非烧蚀处理的示例性激光脉冲参数包括大约50ps的脉波长、大约0.17J/cm²的脉冲影响、大约40μm的光斑尺寸(1/e²)、具有大于90％的脉冲到脉冲重叠的大约1m/s的扫描率、大约12μJ的总脉冲能量、以及使用具有1064nm波长的光学照射(其已经发现与较短波长的光相比，与衬底和其它材料更少程度的交互)的大约100kHz的脉冲重复率。各种其它参数也适合。例如，脉冲重复率可被增加到1MHz、增加到10MHz、或增加到大于10MHz，从而增加处理速度。脉冲长度能够被选择得更短或更长。脉冲影响能够被调节以确保目标被非烧蚀地处理。可能的脉冲长度包括小于大约1ps、100ps、200ps、500ps、800ps或者1ns。其它参数能够类似地相应地被改变并被优化。能够部分基于选择的待处理的材料的相关特性来选择适于非烧蚀激光处理的激光参数。例如，改变基板的厚度、导电层等能够影响激光脉冲加热怎样分布或者导致其它时间相关效应需要减轻。

尽管束总体上被描述为被带入聚焦，但是其它束的几何配置和强度分布式也是可行的，包括未聚焦的束、线束、方形或矩形束、以及具有跨越一个或多个横轴的均匀的、基本上均匀的或者预选强度曲线的束。在一些情况下，复合体能够被平移，以帮助实现其表面上的几何特征。在一些情况下，一个或多个激光束从正面或背面方向冲击复合体，使得束通过基板传播到导电层，使得束引起对导电层的烧蚀或非烧蚀的变化。在一些情况下，激光脉冲在不改变处理部分的可见特性的情况下使导电层的处理部分变得不导电。类似地，激光脉冲能够烧蚀地或非烧蚀地处理导电边界。导电边界的激光烧蚀能够通过增加在目标表面上入射的激光束的能量含量来实现。例如，激光脉冲参数能够通过增加脉冲长度、脉冲影响、总脉冲能量，通过使用较短波长或者通过减小光斑大小来调节。适当的激光系统总体上能够包括脉冲光纤激光器、脉冲光纤放大器以及二极管泵浦固态激光器。

示例性控制系统和计算环境

图15示出了示例性激光处理系统，其包括用于控制激光束传递系统603的控制系统600。如所示的，控制系统600能够包括激光束参数控制接口602、台控制接口604、用于控制激光束的扫描的两个检流计控制接口606和608、以及第一和第二台控制接口610、612。激光束参数控制接口602能够被耦合到诸如源605的激光束的源，并且能够控制由此生成的激光束的参数，例如脉冲长度、脉冲影响、脉冲光波长等。通常，控制系统600包括一个或多个处理器607和保存图案数据和用于处理图案数据以用于确定激光扫描参数的指令的存储器609。控制接口通常基于存储在诸如磁盘或诸如随机访问存储器的存储器中的一个或多个计算机可读存储介质中的计算机可执行指令被实施。

台控制接口604能够被耦合到基板台618，该台控制接口604能够控制待处理的复合体的位置。基板台618能够包括各种运动控制设备中的任一种，诸如压电的或机动化的扫描设备。检流计控制接口606、608能够分别被耦合到检流计616、614，检流计控制接口606、608能够分别控制反射表面617、615。第一和第二台控制接口610、612能够分别被耦合到运动控制设备629、630，并且第一和第二台控制接口610、612能够控制台沿着光轴的线性运动。运动控制设备629被耦合到聚焦调节组件628，使得束聚焦能够在束扫描期间被保持。聚焦调节组件628被固定到运动控制设备630，从而选择用于基板处理的适当的束直径。在628A处示出了聚焦调节组件628的一个额外的位置。聚焦调节组件628与运动控制设备630一起的调节总体上伴随着基板618的对应移动，使得实现不同束直径的束聚焦，同时在扫描场上的聚焦能够与运动控制设备629一起被保持。

图16描绘了适当的计算环境700的一般示例，在计算环境700中所描述的创新可以被实施。计算环境700不旨在建议关于使用或功能的范围的任何限制，因为创新可以被实施在各种各样的通用目的或专用目的计算系统中。例如，计算环境700可以是各种计算设备中的任何一种(例如，台式计算机、便携式计算机、服务器计算机、平板计算机、媒体播放器、游戏系统、移动设备等)。

参考图16，计算环境700包括基本配置730，该基本配置730包括一个或多个处理单元710、715和存储器720、725。处理单元710、715执行计算机可执行指令。处理单元能够是通用目的中央处理单元(CPU)、专用集成电路(ASIC)中的处理器或者任何其它类型的处理器。在多处理系统中，多个处理单元执行计算机可执行指令，以提高处理能力。例如，图16示出了中央处理单元710以及图形处理单元或协同处理单元715。有形存储器720、725可以是由(一个或多个)处理单元可访问的易失性存储器(例如，寄存器、缓存、RAM)、非易失性存储器(例如，ROM、EEPROM、闪存等)、或者这两种的某种组合。存储器720、725将以适于由(一个或多个)处理单元执行的计算机可执行指令的形式存储实施本文描述的一个或多个创新的软件780。

计算系统可以具有额外的特征。例如，计算环境700包括存储器740、一个或多个输入设备750、一个或多个输出设备760以及一个或多个通信连接770。诸如总线、控制器的互连机构(未示出)或者网络与计算环境700的部件互连。通常，操作系统软件(未示出)为在计算环境700中执行的其它软件提供操作环境，并且协调计算环境700的各部件的活动。

有形存储器740可以是可移除的或不可移除的，并且包括磁盘、磁带或卡带、CD-ROM、DVD或能够被用来以非暂态方式存储信息并且能在计算环境700内被访问的任何其它介质。存储器740存储用于实施本文描述的一个或多个创新的软件780的指令。

(一个或多个)输入设备750可以是诸如键盘、鼠标、笔或者追踪球的触摸输入设备、声音输入设备、扫描设备、或者将输入提供给计算环境700的另外设备。对于视频编码，(一个或多个)输入设备750可以是相机、视频卡、TV调谐卡或者接受以模拟或数字形式的视频输入的类似设备或者将视频样本读入到计算环境700中的CD-ROM或CD-RW。(一个或多个)输出设备760可以是显示器、打印机、扬声器、CD刻录机或者提供来自计算环境700的输出的另外设备。

(一个或多个)通信连接770能够实现在通信介质到另一计算实体上的通信。通信介质传送信息，例如计算机可执行指令、音频或视频输入或输出、或经调制的数据信号中的其它数据。经调制的数据信号是以下这样的信号，该信号具有信号特性集合中的一个或多个或者以在信号中对信息进行编码的方式变化。通过示例而非限制的方式，通信介质能够使用电的、光学的、RF或其它载体。

软件780能够包括一个或多个软件模块。例如，软件780能够包括用于设置激光束参数和/或控制激光束的源的激光束软件模块782、用于沿着轴设置基板位置并且控制基板台的基板台运动模块784、以及用于确定束扫描系统的参数和/或控制这样的束扫描系统的束扫描模块786。一个示例性束扫描系统能够包括一对检流计。聚焦控制模块780还能够包括用于确定诸如由聚焦调节透镜的运动采取的动作以校正场曲率的场聚焦校正模块788。束直径模块790能够控制移动，以将束聚焦在特定距离处，从而获得选择的束直径。

尽管所公开的方法中的一些的操作为了方便表述，而以特定的、相继的次序被描述，但是应当理解这种说明方式包括重新排列，除非由本文阐述的特定语言要求了特定次序。例如，相继描述的操作可以在一些情况下被重新排列或被同时地执行。此外，为简单起见，附图可能未显示所公开的方法能够被与其它方法结合使用的各种方式。

所公开的方法中的任何一种能够被实施为存储在一个或多个计算机可读存储介质上的计算机可执行指令(例如，一个或多个光学介质盘、易失存储器部件(例如，DRAM或SRAM)、或者非易失存储器部件(例如，闪存或硬盘驱动器))并且被执行在计算机上(例如，任何市场上可买到的计算机，包括智能手机或者包括计算硬件的其它移动设备)。术语计算机可读存储介质不包括通信连接，例如信号和载波。用于实施所公开的技术的计算机可执行指令的任一个以及在所公开的实施例的实施期间创建和使用的任何数据能够被存储在一个或多个计算机可读存储介质上。计算机可执行指令能够例如是经由网络浏览器或者其它软件应用程序(例如，远程计算应用程序)访问或下载的专门的软件应用程序或者软件应用程序的部分。这样的软件能够例如被执行在单个本地计算机(例如，任何合适的市场上可买到的计算机)上或者在使用一个或多个网络计算机的网络环境(例如，经由因特网、广域网、局域网、主从式网络(例如，云计算网络)或者其它这样的网络)中。

另外，基于软件的实施例中的任一个(包括，例如，用于使计算机执行所公开的方法中的任一个的计算机可执行指令)能够通过适当的通信模块被上传、下载或者远程访问。这样的适当的通信模块包括例如因特网、万维网、内联网、软件应用程序、缓存(包括光纤光缆)、磁通信、电磁通信(包括RF、微波以及红外通信)、电子通信或者其它这样的通信模块。

图17示出了基于组件站点810A-810C可平移以固定位置(例如，808A)的聚焦组件808。台802将聚焦组件808沿着物镜814的轴812平移。聚焦组件808包括透镜806，该透镜806在聚焦组件808内可平移以调节由物镜814确立的束聚焦位置，从而补偿场曲率或非平面基板。在806A处示出了透镜806的一个代表性位置。

V.对高分辨率数字编码激光扫描器的优化以进行精细特征标记

激光扫描系统的一个重要特性是它们能够实现的分辨率(本文被用来指代两个可区分的点之间的最小距离)。常规的激光扫描系统已经试图通过减小激光扫描器和被扫描表面之间的工作距离来改进分辨率，从而产生在较小扫描场上扫描的较小分辨率。为了保持大的场扫描能力，常规系统已经采用昂贵的可平移台来平移被扫描的表面，使得多个小场能够在表面上彼此相邻地扫描以形成大场。这些常规系统具有一些缺陷。

以前的激光扫描系统通常已经使用16比特激光扫描器，从而减小工作距离，直到实现期望的分辨率，并且之后扫描多个小场，依赖于可平移台来将被扫描表面相对于扫描器移动。已经发现，通过使用20比特扫描器，能够使用类似的技术实现改进的分辨率(例如，16倍)。可选地，还已经发现，通过使用20比特扫描器，能够在更大的工作距离处实现类似的分辨率，由此减小或消除扫描多个场的需要并因此减小或消除相对于扫描器平移被扫描表面的需要。相比于常规系统，这提供了若干区别且重要的优势。例如可以实现显著较小分辨率的扫描。进一步地，通过减小或消除对将许多小扫描场缝合在一起的需要，减小或消除了在缝合工艺中引入的误差。

图18示出了数字激光扫描系统3000(例如20比特激光扫描系统)和激光束3008、3010和3012，每个激光束在系统3000的引导下沿不同的轴传播。以三种不同的配置示出了激光束3008、3010、3012中的每个(分别如束3008A、3008B、3008C或3010A、3010B、3010C或3012A、3012B、3012C)：以聚焦在第一焦平面3002上的第一配置(即如3008A、3010A和3012A所示)、以聚焦在第二焦平面3004上的第二配置(即如3008B、3010B和3012B所示)和以聚焦在第三焦平面3006上的第三配置(即如3008C、3010C和3012C所示)。焦平面3002比焦平面3004距系统3000更远，并且焦平面3004比焦平面3006距系统3000更远。

数字激光扫描系统3000一般地产生以预定的比特数数字化地规定的角度偏转α。例如数字激光扫描系统3000可以基于n比特来规定偏转角度，其中n是诸如8、16、18、20或更大的整数。n比特数字激光扫描系统可以识别2ⁿ种区别的偏转角度。选定的焦平面上的横向位移d一般地与角度偏转α和沿轴3050的焦平面距离的积成比例。(对于固定的角度偏转差的)横向位移分辨率定义为横向位移中的相关联的差。

如图18所示，在焦平面3006处的横向位移分辨率小于在焦平面3004处的横向位移分辨率，在焦平面3004处的横向位移分辨率小于在焦平面3002处的横向位移分辨率。即随着距系统3000的工作距离增加，横向位移分辨率增高。因为焦平面3002比焦平面3004距系统3000更远并且焦平面3004比焦平面3006距系统3000更远，所以横向位移分辨率x10>x11>x12。可以使用20比特扫描系统而不是16比特扫描系统来在足够大的工作距离上实现期望的分辨率，从而容许对一平方米大的扫描场的扫描，而无需将扫描的表面相对于扫描系统平移或将多个较小扫描场缝合一起以形成较大的扫描场。更具体地，20比特扫描系统能够以小于一微米的分辨率来扫描一平方米扫描场。

系统3000可以包括被配置为产生处理束的激光器、光学系统和被配置为接收扫描图案并且将扫描控制信号耦合到光学系统的扫描控制器。在一些情况下，可以将扫描图案定义为多个扫描向量。在一些情况下，扫描控制信号可以控制光学系统来以预定的束直径将处理束引导到扫描区域。在一些情况下，扫描控制器被配置为将扫描控制信号耦合到光学系统以控制光学系统在扫描区域上或针对扫描区域扫描处理束，从而产生至少一个暴露的扫描向量。在一些情况下，暴露的扫描向量与预期的扫描向量之间的横向偏差小于预定的束直径的1/10或小于1/20。在一些情况下，扫描控制信号在至少1/2¹⁶(0.0015％)，例如大约1/2¹⁷(0.00076％)或大约1/2¹⁸(0.00038％)或大约1/2¹⁹(0.00019％)或大约1/2²⁰(0.000095％)，的准确度内与扫描向量相对应。

表1更具体地以μm/比特示出了能对于若干场尺寸利用各种扫描系统实现的分辨率。具体而言，表1示出了对于具有不同长度的边的正方形场，20比特扫描系统相比于16比特扫描系统的具体优势。

表1：根据给定的场尺寸的分辨率

图19A和图19B示出了分别利用16比特扫描系统和利用20比特扫描系统能实现的分辨率。图19A和图19B的左边的图像示出了同心圆的输入图案，所述同心圆中最大的具有1mm的直径。图19A和图19B的右边的图像示出了分别由16比特和20比特扫描系统响应于同心圆的输入图案实际扫描的图案。使用相同的光学系统、激光器和扫描器(以16比特和20比特两种模式操作)来将这些图案扫描到光敏纸上。基于在这些示例中使用的场尺寸，16比特扫描系统的横向位移分辨率是9.2μm，而20比特扫描系统的横向位移分辨率是0.6μm。这些实验的结果清楚地说明了20比特扫描系统的提高了的扫描分辨率。利用更高的横向位移分辨率可以更准确地将形状转移到基板。

因此，20比特扫描系统可以提供具有比已知的扫描系统更小的扫描间距(本文中用来指特征之间能实现的最小的中心到中心距离)的更小的激光划线(laser scribeline)，并且可以减少与因为单一比特准确度限制的束布置相关联的量子化误差。具体而言，在0.5m×0.5m的场上以40μm间距扫描20μm划线，16比特扫描系统在划线之间仅提供5到6比特(具有7.6μm/比特)。将划痕宽度降低到10μm并且将间距降低到20μm，16比特系统在划痕之间仅可以提供2到3比特，导致束布置的显著量子化和相关误差(例如特征之间的间隔更加不一致)。相比之下，在0.5m×0.5m的场上以20μm间距扫描10μm划痕，20比特扫描系统在划线之间可以提供41到42比特之间，显著地减少了量子化效果。图20A和图20B说明了这种提高。图20A图示了由16比特扫描系统以100μm间距扫描的若干条线，并且图20B图示了由20比特扫描系统扫描的相同的输入图案。能在视觉上辨别出间隔一致性的提高。

进行进一步的测试以评估由20比特扫描提供的提高。图21图示了由16比特和20比特扫描系统两者扫描的输入图案，其具有图21所示的、以mm指示相关联图案的间距的数字。在高放大倍数下测量经扫描的特征的间距，对于图案中的每个(具有给定的间隔的线或角)在表2中呈现结果。

表2：测得的经扫描的特征的间距

表2阐述了对经扫描的特征的间距的测量结果，包括利用16比特和20比特扫描来构图的六个不同的图案的最大间距、最小间距、最大与最小间距之间的差、平均间距和间距的标准差。按照角之间的对角线来测量角特征的间距，并且因此具有50μm间距的特征的标称距离是70.7μm并且具有100μm间距的特征的标称距离是141.4μm。如表2所示，20比特扫描比16比特扫描具有一致却显著的更好的性能。具体而言，20比特测量的所有的标准差在单一比特分辨率限制的两倍之内。

图22图示了示例性方法2200，可以通过方法2200来处理材料。在2202中接收将由激光扫描系统处理的材料。在2204中接收对将被扫描到材料上的图案的说明。在2206中，使用激光扫描系统根据图案说明来处理材料，并且操作激光扫描系统从而具有20比特角度分辨率。在2208中处理结束。在一些情况下，该方法被用来处理具有单一的激光扫描器的至少一平方米的扫描场，而不将材料相对于扫描器平移。

另一个示例性方法可以包括接收定义一个或多个图案特征的图案说明，所述图案特征可以与相应的扫描向量相关联。该方法还可以包括选择激光束直径，并且基于图案说明来在基板的扫描区域上引导具有选定的或其他方式预定的束直径的激光束。在一些情况下，可以以小于束直径的1/10的横向位移分辨率来在扫描区域上引导激光束。在一些情况下，可以以小于束直径的1/20的横向位移分辨率来在扫描区域上引导激光束。扫描区域可以是正方形、长方形、圆形或可以具有任何其他合适的形状。

另一个示例性方法可以包括选择激光束直径(例如在大约10μm和100μm之间)，并且使基板处于在离激光束源的期望的工作距离处的扫描平面上，使得激光束在扫描平面处具有选定的直径。在一些情况下，扫描平面可以与选定的激光束直径相关联，例如可以基于选定的直径来确定工作距离。该方法还可以包括通过横切基板或相对于基板扫描激光束来将基板暴露给激光束。在一些情况下，可以以与小于选定的激光束直径的1/10或小于1/20或小于1/100或小于1/1000相对应的角度扫描递增来扫描激光束。

20比特扫描系统可以将分辨率提高到这样的程度，即扫描系统不再是能实现的分辨率中的限制因素。例如用来校准扫描系统的装置可能不能够在能由扫描系统实现的分辨率内校准。如另一个示例，热和/或震动影响以及束操纵和/或材料的限制可能引入比能由扫描系统实现的分辨率更大的误差。20比特(或其他)激光扫描系统可以使用多点外推和求平均来将束放置在扫描场上，以实现相对于16比特编码的进一步的提高。可以使用具有任何合适的波长或波长范围的光学辐射，例如紫外、可见、红外或其他波长。在一些实施例中，激光扫描系统可以被用来扫描二维表面，使得沿第一轴的扫描图案的分辨率与沿第二轴的扫描图案的分辨率相同。在可选的实施例中，激光扫描系统可以被用来扫描二维表面，使得沿第一轴的扫描图案的分辨率大于沿第二轴的扫描图案的分辨率。

这里描述的系统和方法提供了实质优点。例如，这里描述的系统和方法可以实现对材料更精确的激光构图。这里描述的系统和方法可以允许以与现有系统和方法类似或更好的分辨率来对显著更大的扫描场进行激光构图。特别是，这里描述的系统和方法可以允许以小于1μm的分辨率对大于1平方米的扫描场进行激光扫描，而不需要材料的平移和多个扫描场的缝合以形成更大的复合扫描场。这减小或者消除了由可移动台和缝合过程所引入的误差。这同样减少了扫描大的场所需要的时间，由此减少了总的生产时间，并且消除了对于昂贵的可平移台的需求，从而减少了总的生产成本。

在一些实施例中，可以以阵列方式来使用多个20比特激光扫描器以同时扫描表面以实现比利用单个20比特扫描器甚至更大的扫描场和/或甚至更小的分辨率。这一技术通过并行而非串行(需要用于平移的附加时间)处理多个区域可以进一步减少所需的处理时间。在一些实施例中，可以使用一个或多个20比特激光器扫描系统以扫描材料表面的部分，其后可以相对于一个或多个扫描系统平移所述材料(例如，在一个或多个可平移台上)，从而扫描系统可以扫描材料表面的不同部分。这一技术还可以被用于实现甚至更大的扫描场和/或甚至更小的分辨率。

在其中使用多个20比特扫描系统以扫描表面的多个扫描场的实施例中，并且在其中结合可平移台使用20比特扫描系统以扫描表面的多个扫描场的实施例中，可以将多个扫描场缝合在一起以形成更大的复合扫描场。例如，如果使用多个20比特扫描系统，每个所述扫描系统可以设置有视觉系统，并且表面可以设置有放置在视觉系统的视场中的数个基准标记。该视觉系统可以使用基准标记以对扫描系统已经被分配要扫描的表面的区域进行识别，并且如果需要的话对准来自不同扫描系统的扫描。作为另一个例子，如果结合可平移台使用20比特扫描系统来扫描多个扫描场，则视觉系统可以使用基准标记以识别多个扫描场中的每一个以对准多个扫描场，从而形成更大的复合扫描场。由于20比特扫描系统提供了极大改进的分辨率，因此可以以大得多的精度来对准多个场(“缝合”在一起)。

在一些情况下，计算机系统可以具有存储在一个或多个计算机可读介质中的计算机可执行的指令，所述指令实现计算机可执行的方法，所述方法对激光器扫描系统扫描扫描图案的向量所采用的顺序进行优化或者排列。这样的方法和系统可以减少扫描表面所需的时间并且由此减少总的处理时间。随着扫描图案中的向量数量增加，这样的方法所使用的优化算法提供更大的效率。因此，已经发现这些方法对于大扫描场尤其有价值，这是因为越大的扫描场通常包括越大数量的待绘制向量。

如上提到的，可以使用20比特扫描系统以处理将被用作诸如手机或平板电脑等电子设备中的电容式触摸屏的材料。在这样的实施例中，可以使用大扫描场以在单个扫描过程中利用公共基板制造多个触摸屏。还可以使用大扫描场来制造大触摸屏。

VI.结论

鉴于本公开内容的原理可被应用的多个可能的实施例，应当意识到所示例的实施例仅仅是优选的例子并且不应当被当作对公开内容的限制。申请人要求保护落入所附权利要求书的范围和精神内的所有内容。

Claims (20)

1.一种方法，包括：

接收在至少一个计算机可读存储介质中存储的图案说明，所述图案说明包括对与扫描向量相关联的至少一个图案特征的限定，所述扫描向量与激光束偏转角度相关联；并且

基于所述图案说明，使用20比特数字激光扫描器将激光束引导在基板的固定扫描区域之上，其中以小于激光束直径的1/20的横向位移分辨率将所述激光束引导在所述固定扫描区域之上。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述固定扫描区域的面积至少是一平方米。

3.如权利要求2所述的方法，其中所述横向位移分辨率小于1μm。

4.如权利要求1所述的方法，其中所述固定扫描区域为方形或圆形。

5.如权利要求4所述的方法，进一步包括：将所述激光束引导在位于所述固定扫描区域中的基板之上，其中选择激光束功率、脉冲能量、脉冲重复率和激光束直径中的至少一个以便处理所述基板。

6.如权利要求1所述的方法，其中所述横向位移分辨率小于0.5μm。

7.如权利要求6所述的方法，其中所述固定扫描区域为方形并且具有至少四分之一平方米的面积。

8.如权利要求1所述的方法，其中引导所述激光束包括：使用多点外推并且取平均以引导所述激光束。

9.一种方法，包括：

选择激光束直径；

将待扫描的基板置于与所选择的激光束直径相关联的扫描平面处；

通过使用20比特数字激光扫描器相对于所述基板扫描具有所选择的激光束直径的激光束将所述基板暴露于所述激光束，其中以对应于小于所述激光束直径的1/10的角扫描增量在所述扫描平面上扫描所述激光束。

10.如权利要求9所述的方法，其中以对应于小于所述激光束直径的1/100的角扫描增量在所述扫描平面上扫描所述激光束。

11.如权利要求9所述的方法，其中以对应于小于所述激光束直径的1/1000的角扫描增量在所述扫描平面上扫描所述激光束。

12.如权利要求9所述的方法，其中所选择的激光束直径在10μm与100μm之间。

13.如权利要求9所述的方法，其中相对于所述基板扫描所述激光束包括：在所述基板的固定扫描区域之上扫描所述激光束，其中所述固定扫描区域至少为1平方米。

14.一种装置，包括：

激光器，其被配置为产生处理束；

光学系统；以及

扫描控制器，其被配置为接收被限定为多个扫描向量的扫描图案并且被配置为控制所述光学系统来以预定束直径将所述处理束引导到扫描区域；

其中所述扫描控制器被配置为控制所述光学系统以使用20比特数字激光扫描器相对于所述扫描区域扫描所述处理束以便产生暴露的扫描向量，使得所述暴露的扫描向量和期望的扫描向量之间的横向偏差小于所述预定束直径的1/10。

15.如权利要求14所述的装置，其中所述扫描区域为矩形并且所述横向偏差小于扫描区域长度的1/10⁵。

16.如权利要求14所述的装置，其中所述扫描区域为矩形并且所述横向偏差小于扫描区域长度的1/10⁶。

17.如权利要求14所述的装置，其中所述扫描控制器将扫描控制信号耦合到所述光学系统，使得所述扫描控制信号在至少0.0015％之内对应于所述扫描向量。

18.如权利要求14所述的装置，其中所述扫描控制器将扫描控制信号耦合到所述光学系统，使得所述扫描控制信号在至少0.0008％之内对应于所述扫描向量。

19.如权利要求14所述的装置，其中所述扫描控制器将扫描控制信号耦合到所述光学系统，使得所述扫描控制信号在至少0.0004％之内对应于所述扫描向量。

20.如权利要求14所述的装置，其中所述扫描控制器将扫描控制信号耦合到所述光学系统，使得所述扫描控制信号在至少0.0001％之内对应于所述扫描向量。