專利名稱：觸摸屏基板的薄膜激光切割設(shè)備及其方法
觸摸屏基板的薄膜激光切割設(shè)備及其方法技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種薄膜激光切割設(shè)備及其方法，更具體涉及一種觸摸屏基板 的薄膜激光切割設(shè)備及其方法。背景技術(shù)：
在我們的曰常生活中，諸如電腦、PDA、手機(jī)等許多電子產(chǎn)品都設(shè)置有觸 摸屏。觸摸屏是一種與電子顯示器配合使用的人機(jī)界面裝置，如圖1所示，觸 摸屏主要由上線路層81和下線路層82組成。 一般來(lái)說(shuō)，上線路層81使用ITO 薄膜，而下線路層82可選用ITO薄膜或者玻璃基板。兩個(gè)線路層81、 82中間 由極小的絕緣點(diǎn)83支撐。當(dāng)操作者點(diǎn)觸觸摸屏?xí)r，上線路層81與下線路層82 的導(dǎo)電線路相互接觸，由此控制器可接收到此觸點(diǎn)信息并進(jìn)行相應(yīng)的功能操作。 此外，觸摸屏上下兩側(cè)還可以進(jìn)一步設(shè)置薄膜膜84。以上材料層為ITO薄膜，下材料層為玻璃基板的觸摸屏為例，現(xiàn)有觸摸屏 的制作工藝主要包括首先，在大塊的薄膜材料和玻璃材料上分別制作出多個(gè) ITO (氧化銦錫)線路單元；然后，利用玻璃切割工具將大塊的玻璃材料切割成 包括單個(gè)線路單元的小塊玻璃基板，并利用沖壓(刀模沖斷)將大塊的薄膜材 料切割成包括單個(gè)線路單元的小塊ITO薄膜；最后再對(duì)小塊的玻璃基板和ITO 薄膜進(jìn)行貼合，形成單個(gè)觸摸屏。上述觸"l莫屏制作工藝的制作工序復(fù)雜、流程多、效率低，而且上下材料貼 膜時(shí)，不好對(duì)準(zhǔn)、容易產(chǎn)生廢品。此外，沖壓出的ITO薄膜容易出現(xiàn)毛邊，需 要進(jìn)行額外的打磨工序。
發(fā)明內(nèi)容為了解決現(xiàn)有觸摸屏制作工藝需要對(duì)薄膜材料進(jìn)行預(yù)先沖壓切割，導(dǎo)致觸 摸屏的制作工序多、效率低的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種能夠利用激光對(duì)具有 多個(gè)觸摸屏單元的大塊觸摸屏基板的ITO薄膜進(jìn)行切割的觸摸屏基板的薄膜激 光切割設(shè)備及其方法。本發(fā)明解決現(xiàn)有觸摸屏制作工藝需要對(duì)薄膜材料進(jìn)行預(yù)先沖壓切割，導(dǎo)致
觸摸屏的制作工序多、效率低的技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是提供一種觸摸 屏基板的薄膜激光切割設(shè)備，該觸摸屏基板包括第一和第二線路層，其中第一 線路層為"&置有多個(gè)線路單元的ITO薄膜，該薄膜激光切割設(shè)備包括用于支撐觸摸屏基板的工作臺(tái)；用于產(chǎn)生激光能量束的激光器；用于將激光能量束導(dǎo)引到第一線路層上的光學(xué)系統(tǒng)；以及用于使激光能量束按一定圖案作用第 一線 路層以便分離線路單元的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。才艮據(jù)本發(fā)明 一優(yōu)選實(shí)施例，第二線路層為設(shè)置有多個(gè)與第 一線路層的線路單 元對(duì)應(yīng)的線路單元的玻璃基板。根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例，第二線路層為設(shè)置有多個(gè)與第 一線路層的線路單 元對(duì)應(yīng)的線路單元的ITO薄膜，激光能量束進(jìn)一步作用第二線路層。根據(jù)本發(fā)明一伊Cit實(shí)施例，運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)包括沿第一方向傳動(dòng)激光能量束的X 軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，以及沿與第 一方向垂直的第二方向傳動(dòng)工作臺(tái)的Y軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例，運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)一步包括用于旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)的工作臺(tái)旋 轉(zhuǎn)系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例，工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)以90度角旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)。 根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例，工作臺(tái)的表面設(shè)置有多個(gè)氣孔，工作臺(tái)進(jìn)一步設(shè)置與該多個(gè)氣孔連通的真空口 ，薄膜激光切割設(shè)備進(jìn)一步包括與真空口連通的抽真空設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例，工作臺(tái)設(shè)置有與該多個(gè)氣孔連通的吹氣口，薄膜 激光切割設(shè)備進(jìn)一步包括與吹氣口連通的吹氣設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例，薄膜激光切割設(shè)備進(jìn)一步包括用于控制抽真空設(shè) 備和吹氣設(shè)備的腳踏開(kāi)關(guān)。根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例，薄膜激光切割設(shè)備進(jìn)一步包括設(shè)置在工作臺(tái)上方 的煙塵排放口以及與煙塵排放口連通的煙塵排放設(shè)備。本發(fā)明解決現(xiàn)有觸摸屏制作工藝需要對(duì)薄膜材料進(jìn)行預(yù)先沖壓切割，導(dǎo)致 觸摸屏的制作工序多、效率低的技術(shù)問(wèn)題所采用的另一種技術(shù)方案是提供一 種觸摸屏基板的薄膜激光切割方法，該觸摸屏基板包括第一和第二線路層，其 中第一線路層為設(shè)置有多個(gè)線路單元的ITO薄膜，該切割方法包括將觸摸屏 基板放置在工作臺(tái)上；將激光能量束導(dǎo)引到第一線路層上；以及使激光能量束 按一定圖案作用第一線路層以便分離線路單元的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例，第二線路層為設(shè)置有多個(gè)與第一線路層的線路單 元對(duì)應(yīng)的線路單元的ITO薄膜，該切割方法進(jìn)一步包括使激光能量束按一定圖案作用第二線路層。才艮據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例，該切割方法包括沿第一方向傳動(dòng)激光能量束以及 沿與第一方向垂直的第二方向傳動(dòng)工作臺(tái)。根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例，該切割方法進(jìn)一步包括旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)。根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例，該切割方法包括以90度角旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)。 通過(guò)采用上述設(shè)備和方法，利用激光對(duì)具有多個(gè)觸摸屏單元的觸摸屏基板的ITO薄膜進(jìn)行切割，簡(jiǎn)化了觸樣齊制作的工藝流程，提高了生產(chǎn)效率、成品率以及產(chǎn)品質(zhì)量。
圖1是現(xiàn)有觸摸屏的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的觸摸屏基板的薄膜激光切割設(shè)備的主截面視圖； 圖3是根據(jù)本發(fā)明的觸摸屏基板的薄膜激光切割設(shè)備的側(cè)截面視圖。
具體實(shí)施方式如圖2和圖3所示，圖2和圖3分別是根據(jù)本發(fā)明的觸摸屏基板的薄膜激 光切割設(shè)備的主截面視圖和側(cè)截面視圖。在本發(fā)明的薄膜激光切割設(shè)備中，用 于產(chǎn)生預(yù)定波長(zhǎng)的激光能量束的激光器2固定在機(jī)架1上。激光器2所發(fā)出的 激光能量束經(jīng)適當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)元件導(dǎo)引到切割頭3,并由切割頭3聚焦并導(dǎo)引到工作 臺(tái)4的表面，以便作用在支撐在工作臺(tái)4的觸摸屏基板(未圖示)的ITO薄膜 上。在本實(shí)施例中，激光器2采用二氧化碳激光器。切割頭3固定在X軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)5上，X軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)5轉(zhuǎn)而固定在機(jī)架1上。 X軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)5可沿X軸方向傳動(dòng)切割頭3，即，在X軸方向上傳動(dòng)激光能量 束。工作臺(tái)4則固定在工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)6上，工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)6進(jìn)一步固定在Y 軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)7上，而Y軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)7又固定在機(jī)架1上。在本實(shí)施例中，工作 臺(tái)旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)6以90度角旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)4, Y軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)7則在垂直于X軸的Y軸 方向上傳動(dòng)工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)6和工作臺(tái)4。在本實(shí)施例中，X軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)5和Y 軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)7可由步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)并由同步帶傳動(dòng)或絲桿傳動(dòng)，工作 臺(tái)旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)5則可以直接由驅(qū)動(dòng)馬達(dá)或氣缸驅(qū)動(dòng)。此外，本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而 易見(jiàn)，本發(fā)明的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)還可以采用其它形式，例如XY工作臺(tái)。在本發(fā)明中，觸摸屏基板包括第一和第二線路層，其中第一線路層為設(shè)置
有多個(gè)線路單元的ITO薄膜，而第二線路層可選擇玻璃基板或ITO薄膜，第二 線路層上設(shè)置有多個(gè)與第 一線路層的線路單元對(duì)應(yīng)的線路單元。如下文進(jìn)一步 詳細(xì)描述的，X軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)5、工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)6和Y軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)7相互配合 使得激光能量束按一定圖案作用觸摸屏基板的第 一線路層，以便分離第 一線路 層上的線路單元。當(dāng)?shù)诙€路層采用玻璃基板時(shí)，通過(guò)控制系統(tǒng)控制激光器2 的激光功率和/或通過(guò)切割頭3調(diào)節(jié)激光能量束的焦斑大小，使得激光能量束的 能量密度與切割速度配合剛好切斷第一線路層，同時(shí)不會(huì)作用到第二線路層。 當(dāng)?shù)诙€路層同樣采用ITO薄膜時(shí)，則可以利用激光能量束同時(shí)作用第二線路 層，由此實(shí)現(xiàn)第二線路層上的線路單元的分離。在本實(shí)施例中，工作臺(tái)4在面向觸摸屏基板的表面設(shè)置有多個(gè)氣孔40,工 作臺(tái)4背面進(jìn)一步設(shè)置有與該多個(gè)氣孔40連通的真空口 41，本發(fā)明的薄膜激光 切割設(shè)備進(jìn)一步包括與真空口 41連通的抽真空設(shè)備(未圖示)。真空口 41的作 用是在切割過(guò)程中對(duì)多個(gè)氣孔40抽真空，使得工作臺(tái)4產(chǎn)生負(fù)壓，以吸附觸摸 屏基板，使其不易滑動(dòng)。此外，工作臺(tái)4還進(jìn)一步設(shè)置有與該多個(gè)氣孔40連通 的吹氣口 42,本發(fā)明的薄膜激光切割設(shè)備進(jìn)一步包括與吹氣口 42連通的吹氣設(shè) 備(未圖示)。吹氣口 42的作用是在上下料的過(guò)程中向多個(gè)氣孔40輸出氣體， 利用壓縮氣反吹起觸摸屏基板，便于拿取觸摸屏基板。抽真空設(shè)備和吹氣設(shè)備 可采用手動(dòng)開(kāi)關(guān)控制。作為優(yōu)選方案，本發(fā)明的薄膜激光切割設(shè)備進(jìn)一步包括 用于控制抽真空設(shè)備和吹氣設(shè)備的腳踏開(kāi)關(guān)8,這樣操作人員在放置和拿取觸摸 屏基板時(shí)無(wú)需用手控制真空設(shè)備和吹氣設(shè)備，進(jìn)一步增加了工作效率。本發(fā)明的薄膜激光切割設(shè)備進(jìn)一步包括設(shè)置在工作臺(tái)4上方的煙塵排放口 9。并且，本發(fā)明的薄膜激光切割設(shè)備優(yōu)選進(jìn)一步包括通過(guò)煙塵排放通道10與 煙塵排放口 9連通的煙塵排放設(shè)備(未圖示)。本發(fā)明的薄膜激光切割設(shè)備進(jìn)一 步包括視頻定位系統(tǒng)以及與視頻定位系統(tǒng) 相連的顯示系統(tǒng)。在本實(shí)施例中，本發(fā)明的薄膜激光切割設(shè)備包括左視頻定位 系統(tǒng)ll、右視頻定位系統(tǒng)12以及與二者相連的顯示器13。左視頻定位系統(tǒng)ll 用于放大觸摸屏基板左邊定位點(diǎn)或切割軌跡，左視頻定位系統(tǒng)11安裝在左調(diào)節(jié) 機(jī)構(gòu)14上，左調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)14安裝在X軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)5的上方。左調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)14用于 在XYZ三維方向上微調(diào)左視頻定位系統(tǒng)11相對(duì)觸摸屏基板的相對(duì)位置。右視 頻定位系統(tǒng)12用于放大觸摸屏基板右邊定位點(diǎn)或切割軌跡，右視頻定位系統(tǒng)12 定位在右調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)15上，右調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)15安裝在運(yùn)動(dòng)定位機(jī)構(gòu)16上，運(yùn)動(dòng)定位
機(jī)構(gòu)16進(jìn)一步安裝在X軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)5的上方。右調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)15用于在YZ 二維 方向上微調(diào)右視頻定位系統(tǒng)12相對(duì)觸摸屏基板的相對(duì)位置，運(yùn)動(dòng)定位機(jī)構(gòu)16 則用于在工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)6旋轉(zhuǎn)90度后沿X方向定位右視頻定位系統(tǒng)12。經(jīng) 左視頻定位系統(tǒng)11和右視頻定位系統(tǒng)12采集并放大的圖像在顯示器13進(jìn)行清 晰顯示，以便于定位以及切割過(guò)程的監(jiān)控。在使用過(guò)程中，首先將具有多個(gè)觸摸屏單元的觸摸屏基板放置在工作臺(tái)4 上，并啟動(dòng)抽真空設(shè)備，利用氣孔40吸附觸摸屏基板。如果切割軌跡為直線形 式，則首先對(duì)切割位置進(jìn)行定位，再由X軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)5帶動(dòng)切割頭3沿X軸方 向移動(dòng)，由此在觸摸屏第一方向上切割出第一條軌跡。Y軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)7精確進(jìn) 給運(yùn)動(dòng)，再由X軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)5帶動(dòng)切割頭3移動(dòng)，在觸摸屏第一方向上切割出 第二條4ii^，依次循環(huán)。切割完第一個(gè)方向后，工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)6帶動(dòng)工作臺(tái)4 以及觸摸屏基板旋轉(zhuǎn)90度，進(jìn)行觸摸屏基板的第二方向切割。當(dāng)切割軌跡為非直線形式時(shí)，以根據(jù)電腦繪圖的圖形為切割軌跡，由X軸 運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)5和Y軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)7同時(shí)動(dòng)作切割出所需的軌跡。通過(guò)采用上述設(shè)備，利用激光對(duì)具有多個(gè)觸摸屏單元的觸摸屏基板的ITO 薄膜進(jìn)行切割，簡(jiǎn)化了觸摸屏制作的工藝流程，提高了生產(chǎn)效率、成品率以及 產(chǎn)品質(zhì)量。在上述實(shí)施例中，僅對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了示范性描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員在 不脫離本發(fā)明所保護(hù)的范圍和精神的情況下，可根據(jù)不同的實(shí)際需要設(shè)計(jì)出各 種實(shí)施方式。
權(quán)利要求
1. 一種觸摸屏基板的薄膜激光切割設(shè)備，所述觸摸屏基板包括第一和第二線路層，其中所述第一線路層為設(shè)置有多個(gè)線路單元的ITO薄膜，所述薄膜激光切割設(shè)備包括用于支撐所述觸摸屏基板的工作臺(tái)；用于產(chǎn)生激光能量束的激光器；用于將所述激光能量束導(dǎo)引到所述第一線路層上的光學(xué)系統(tǒng)；以及用于使所述激光能量束按一定圖案作用所述第一線路層以便分離所述線路單元的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜激光切割設(shè)備，其特征在于所述第二線路 層為設(shè)置有多個(gè)與所述第一線路層的線路單元對(duì)應(yīng)的線路單元的玻璃基板。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜激光切割設(shè)備，其特征在于所述第二線路 層為設(shè)置有多個(gè)與所述第一線路層的線路單元對(duì)應(yīng)的線路單元的ITO薄膜，所 述激光能量束進(jìn)一步作用所述第二線路層。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜激光切割設(shè)備，其特征在于所述運(yùn)動(dòng)系統(tǒng) 包括沿第一方向傳動(dòng)所述激光能量束的X軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，以及 沿與所述第一方向垂直的第二方向傳動(dòng)所述工作臺(tái)的Y軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的薄膜激光切割設(shè)備，其特征在于所述運(yùn)動(dòng)系統(tǒng) 進(jìn)一步包括用于旋轉(zhuǎn)所述工作臺(tái)的工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的薄膜激光切割設(shè)備，其特征在于所述工作臺(tái)旋 轉(zhuǎn)系統(tǒng)以90度角旋轉(zhuǎn)所述工作臺(tái)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜激光切割設(shè)備，其特征在于所述工作臺(tái)的 表面設(shè)置有多個(gè)氣孔，所述工作臺(tái)進(jìn)一步設(shè)置與所述多個(gè)氣孔連通的真空口 ， 所述薄膜激光切割設(shè)備進(jìn)一步包括與所述真空口連通的抽真空設(shè)備。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的薄膜激光切割設(shè)備，其特征在于所述工作臺(tái)設(shè) 置有與所述多個(gè)氣孔連通的吹氣口 ，所述薄膜激光切割設(shè)備進(jìn)一步包括與所述 吹氣口連通的吹氣設(shè)備。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的薄膜激光切割設(shè)備，其特征在于所述薄膜激光 切割設(shè)備進(jìn)一步包括用于控制所述抽真空設(shè)備和所述吹氣設(shè)備的腳踏開(kāi)關(guān)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜激光切割設(shè)備，其特征在于所述薄膜激光 切割設(shè)備進(jìn)一步包括設(shè)置在所述工作臺(tái)上方的煙塵排放口以及與所述煙塵排放 口連通的煙塵排放設(shè)備。
11. 一種觸摸屏基板的薄膜激光切割方法，所述觸摸屏基板包括第一和第 二線路層，其中所述第一線路層為設(shè)置有多個(gè)線路單元的ITO薄膜，所述切割 方法包括將所述觸摸屏基板放置在工作臺(tái)上； 將所述激光能量束導(dǎo)引到所述第一線路層上；以及 使所述激光能量束按一定圖案作用所述第一線路層以便分離所述線路單元。
12. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的薄膜激光切割方法，其特征在于所述第二線 路層為設(shè)置有多個(gè)與所述第一線路層的線路單元對(duì)應(yīng)的線路單元的ITO薄膜， 所述切割方法進(jìn)一步包括使所述激光能量束按一定圖案作用所述第二線路層。
13. 才艮據(jù)權(quán)利要求11所述的薄膜激光切割設(shè)備，其特征在于所述切割方 法包括沿第一方向傳動(dòng)所述激光能量束以及沿與所述第一方向垂直的第二方向 傳動(dòng)所述工作臺(tái)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的薄膜激光切割設(shè)備，其特征在于所述切割方 法進(jìn)一步包括旋轉(zhuǎn)所述工作臺(tái)。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的薄膜激光切割設(shè)備，其特征在于所述切割 方法包括以90度角旋轉(zhuǎn)所述工作臺(tái)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種觸摸屏基板的薄膜激光切割設(shè)備及切割方法，該觸摸屏基板包括第一和第二線路層，其中第一線路層為設(shè)置有多個(gè)線路單元的ITO薄膜。該薄膜激光切割設(shè)備包括用于支撐觸摸屏基板的工作臺(tái)；用于產(chǎn)生激光能量束的激光器；用于將激光能量束導(dǎo)引到第一線路層上的光學(xué)系統(tǒng)；以及用于使激光能量束按一定圖案作用第一線路層以便分離上述線路單元的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。通過(guò)采用上述設(shè)備，利用激光對(duì)具有多個(gè)觸摸屏單元的觸摸屏基板的ITO薄膜進(jìn)行切割，簡(jiǎn)化了觸摸屏制作的工藝流程，提高了生產(chǎn)效率、成品率以及產(chǎn)品質(zhì)量。
文檔編號(hào)C03B33/00GK101396770SQ200710123719
公開(kāi)日2009年4月1日 申請(qǐng)日期2007年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月28日
發(fā)明者朱曉楓, 楊錦彬, 程文勝, 鄭其鋒, 高云峰 申請(qǐng)人:深圳市大族激光科技股份有限公司