专利名称：无线移动通讯终端机透明天线及其制作方法
技术领域：
本发明属于通讯设备部件及其制作方法，特别是一种无线移动通讯终端机透明天线及其制作方法。
无线通讯在目前及未来二十一世纪的全球通讯大环境中，将扮演极为重要的角色，故各通讯设备制造大厂无不将其研发重点设定在如何令无线通讯的发送方及接收方，均能不受限于地形及位置，而随时随地撷取到彼此的通讯信号，以确保无线传输的通讯品质。另一方面，由于无线通讯技术上的传输特性，各式各样的加值服务业务乃应运而生，无论系属数据传输、视讯传输或语音传输的服务商品，均欲藉此功能超强且传输迅速的无线通讯平台，拓展商机，并造福人群。
近年来，由于无线通讯服务的需求日趋多样化，且呈爆炸性地成长，未来无线通讯产品势必朝无线移动的个人通讯终端机(Personal Terminal)的方向发展，亦即所研发出的通讯终端机，除需具备易于携带的特性外，其上显示荧幕(Display)亦必须朝大型化的发展趋势，以适应使用者的广大需求，显示更多的资讯。此外，无线移动个人通讯终端机亦必须可作为网际网路的浏览器，或结合全球定位系统的电子地图显示器，以满足广大商务旅行者机动取得资讯的需求。
因此，如何在满足该等条件及功能需求后，又可令无线移动个人通讯终端机仍符合轻薄短小，且精致好用的设计目标，即成为现今各大电子通讯业者努力克服的重要课题。以目前广泛使用的移动电话或无线个人数位助理器(PDA)为例，其机构设计及内部安装的各式半导体零件，几乎已尽可能达到小型化的设计要求，甚至其上用以提供电能的充电电池亦利用高分子材料，将其设计成相当轻薄的规格。但各式移动电话受限于其电波收发特性，机身前端一般均设有外露式天线。由于外露式天线均保持一定的长度，不仅极占空间，易因结构外露而受外力折损，且须增加额外的组装程序及成本。该等外露式天线的先天缺陷，令其尺寸规格无法更进一步缩小，因此，如何将该等天线隐形化、节省空间，可作为安装其它机构可电子线路，以扩充不断增加的特性需求，已成为各大电子通讯业者极待解决的问题。
本发明的目的是提供一种避免折损、体积小、成本低、组装方便的无线移动通讯终端机透明天线及其制作方法。
本发明透明天线为以具有导电特性透明材料成型于玻璃基板上呈天线图案的导电透明膜。
本发明制作方法包括于玻璃基板上以具有导电特性透明材料形成均匀的透明导电膜；于透明导电膜上涂布一层光阻剂；将设有天线图案的光罩置于光阻剂表面并以紫外线曝光；浸置于显影液中进行显影，以去除未硬化的光阻剂；以蚀刻技术对玻璃基板表面显示后的透明导电膜进行蚀刻，并清除残留硬化光阻剂。
其中具导电特性的透明材料为铟锡氧化物。
具导电特性的透明材料为氧化锡。
玻璃基板为液晶显示器外层玻璃板。
呈天线图案的导电透明膜与通讯终端机中射频电路相连接。
形成透明导电膜为以具导电特性透明材料作为靶材，在真空系统中，先对导入的氩气进行离子化，令该氩气因电浆现象被分解成氩离子及电子，其中氩离子将撞击靶材，令靶材中的成分被撞击出来，飞溅且附着于玻璃基板上，以形成均匀的透明导电膜。
形成透明导电膜为以溅镀法将具导电特性透明材料中的成分分解出来附着于玻璃基板上，以形成均匀的透明导电膜。
蚀刻技术为以电蚀技术对透明导电膜进行蚀刻。
蚀刻技术为利用强酸以化学蚀技术对透明导电膜进行蚀刻。
强酸为由水、盐酸及硝酸调配的混合液。
玻璃基板为液晶显示器外层玻璃板。
由于本发明透明天线为以具有导电特性透明材料成型于玻璃基板上呈天线图案的导电透明膜；其制作方法包括于玻璃基板上以具有导电特性透明材料形成均匀的透明导电膜；于透明导电膜上涂布一层光阻剂；将设有天线图案的光罩置于光阻剂表面并以紫外线曝光；浸置于显影液中进行显影，以去除未硬化的光阻剂；以蚀刻技术对玻璃基板表面显示后的透明导电膜进行蚀刻，并清除残留硬化光阻剂。以具导电特性的透明材料作为电波辐射材料成型于玻璃基板表面上，以形成本发明的透明天线。此一作法，不仅可令透明天线与液晶显示器轻易地于制程中被整合在一起，而且可大幅简化元件的组装程序、降低产品的制作成本，更可有效提高其电气品质，避免单极天线因结构外露衍生诸多易受外力而折损等的缺点。不仅避免折损、体积小，而且成本低、组装方便，从而达到本发明的目的。
图1、为本发明结构示意剖视图(印制于液晶显示器玻璃基板上时)。
图2、为本发明印制于液晶显示器玻璃基板上制作流程示意图。
图3、为本发明应用于移动电话收讯效果照片示意图。
图4、为本发明在电波无反射室中进行实验测量的辐射场型示意图。
下面结合附图对本发明进一步详细阐述。
本发明透明天线(Printed-On-Display-Antenna，简称POD Antenna)系装设于无线移动通讯终端机显示荧幕上。其系为以具有导电特性透明材料，如铟锡氧化物(Indium oxide doped with tin oxide，简称ITO)或氧化锡(SnO2)等材料成型于玻璃基板上呈天线图案的导电透明膜。
本发明透明天线制作方法系利用具有导电特性的透明材料，如铟锡氧化物(Indium oxide doped with tin oxide，简称ITO)或氧化锡(SnO2)等材料，作为靶材，通过物理气相沉积，在真空系统中，先对导入的氩(Ar)进行离子化，令该氩(Ar)气因电浆(电离)现象，被分解成氩离子(Ar+)及电子，其中氩离子(Ar+)将撞击铟锡氧化物(ITO)靶材，令铟锡氧化物(ITO)靶材中的成分被撞击出来。飞溅且附着于玻璃基板上，并在玻璃基板表面形成均匀的铟锡氧化物(ITO)膜。
在实际作法上，若在溅镀前，玻璃上已调用有具天线形状的光罩(Mask)，则透明天线即已形成；否则，在形成铟锡氧化物(ITO)膜后，可在整面溅镀透明铟锡氧化物(ITO)膜的玻璃基板上涂布一层光阻剂，再将设有天线图案的光罩置于光阻剂表面上，并以紫外线进行曝光；然后，再将完成曝光玻璃基板浸置于显影液中，进行显影，以去除其中未硬化的光阻剂；最后，再利用化学制程，对玻璃基板上的铟锡氧化物(ITO)膜进行蚀刻，并将残留的光阻剂清除，即可在玻璃基板表面的铟锡氧化物(ITO)膜上形成本发明。
本发明主要系以玻璃基板作为无线移动个人通讯终端机(PersonalTerminal)的显示荧幕(Display)的玻璃基板，并于玻璃基板一面印制本发明，可直接作为个人通讯终端机(Personal Terminal)的天线，以取代传统的单极天线，令个人通讯终端机(Personal Terminal)的体积可进一步缩小。
本发明图案形状通过巧妙的设计安排，可令其得到与传统单极天线相同的辐射场型(radiation pattern)，且具备全向性(omni-directional)的特性。玻璃基板的另一面则可以相同的材料印制接面或留白。以使透明天线得以隐藏(embedded)于无形状态，有效避免一般传统单极天线因结构外露易受外力而折损、增加额外组装程序及成本的缺点。
如图1所示，一般液晶显示器10的玻璃基板11、12内侧均设有由铟锡氧化物(ITO)膜形成的电极13，藉以驱动填装于玻璃基板11、12间的液晶层14，其本身具有光闸的作用。故在将本发明的透明天线20印制于液晶显示器10上时，主要系印制于其外层的玻璃基板11外侧表面上，以在玻璃基板11外侧表面的铟锡氧化物(ITO)膜上形成本发明的透明天线20图案，不致影响液晶显示器10电极13的正常运作。在实施例中，透明天线20上可另覆盖额外的纯透明玻璃基板，保护但不影响透明天线20的功能。
如图2所示，亦可以物理气相沉积法将具有导电特性的铟锡氧化物(ITO)透明材料中的成分分解，并附着于玻璃基板上，以在玻璃基板表面形成均匀的铟锡氧化物(ITO)膜；然后，再在溅镀透明铟锡氧化物(ITO)膜的玻璃基板上涂布一层光阻剂，并于适当温度下，约75°～85°软烤预定时间后，再将设有天线图案的光罩置于光阻剂表面上，并以紫外线进行曝光；然后，再将完成曝光玻璃基板浸置于显影液中，进行显影，以去除其中未硬化的光阻剂；再于适当温度，约110°～130°下进行硬烤预定时间；最后，再将水、盐酸及硝酸以1∶1∶0.08的比例予以混合加热，并以混合液对玻璃基板上的铟锡氧化物(ITO)膜进行蚀刻，并将残留硬化光阻剂清除，即可在玻璃基板表面的铟锡氧化物(ITO)膜上形成本发明的透明天线的图案。
亦可先将GSM移动电话上的传统单极天线拆除，再将设置有本发明透明天线的玻璃基板安装于移动电话的液晶显示器上，并以50Ω工业用微型电缆线(microcable)，将透明天线与移动电话中的射频电路相连接。在日后实际实施时，该高频连接线路宜与原来的介面排线重新进行整合，以确保其传输效果。使用时，其收讯强度如图3所示的最强的满格状态，显示其具有相当优异的收讯效果。如图4所示，当将该实施例在电波无反射(anechoic chamber)中进行实验时，所测量到的辐射场型(radiation pattern)，其形状相当接近于一般移动电话上所安装的单极天线(monopole antenna)的辐射场型，因此，于移动电话安装本发明的透明天线后，其所达成的全向性(omni-directional)辐射场型(radiation pattern)，基本上均完全符合一般对无线通讯终端机在无线通讯传输上的特性要求。
透明天线的图案可为任何形状，其中以梯形状具有较佳的收发效率。本发明透明天线在制作时，不仅可以溅镀法，亦可以物理气相沉积法(PhysicalVapor Deposition，简称PVD)或化学气相沉积法(Chemical Vapor Deposition，简称CVD)等，可令透明导电材料印制于玻璃基板上并形成透明天线图案的技术，皆可视其制造成本而加以实施。
本发明具有如下优点
本发明透明天线(Printed-On-Display-Antenna；简称POD Antenna)系装设于无线移动通讯终端机显示荧幕上。其系为以具有导电特性透明材料，如铟锡氧化物(Indium oxide doped with tin oxide，简称ITO)或氧化锡(SnO2)等材料成型于玻璃基板上呈天线图案的导电透明膜。
本发明透明天线制作方法系利用具有导电特性的透明材料，如铟锡氧化物(Indium oxide doped with tin oxide，简称ITO)等材料，通过物理气相沉积或化学蚀刻的方式，将透明天线印制于无线移动个人通讯终端机(PersonalTerminal)的显示荧幕(Display)的玻璃层表面上，并藉由设计该天线的图形，令其得到与传统单极天线相同的辐射场型(radiation pattern)，且具备全向性(omni-directional)的特性，以使透明天线得以隐藏(embedded)于无形状态，有效避免一般传统单极天线因结构外露易受外力而折损、增加额外组装程序及成本的缺点。
针对无线移动个人通讯终端机上所配设的液晶显示器(Liquid CrystalDisplay，简称LCD)，采用如铟锡氧化物(ITO)等材料，通过物理气相沉积或化学蚀刻的方式，将透明天线印制于通讯终端机的液晶显示器的玻璃基板表面上，令其可以液晶显示器制造过程中与其紧密配合，一次制作出具备无线通讯功能的液晶显示器。
使用透明的导电材料，如以铟锡氧化物(ITO)等导电材料取代传统的金属材料作为电波收发的天线，并进一步利用导电材料的透光性，在制作过程中，令其可与液晶显示器的玻璃基板轻易整合成一体，形成整体模组，可大幅降低元件组装程序及成本，并提高其电气品质及元件的附加价值。
透明天线整合于液晶显示器上，从而隐藏于无形状态，不另外占用空间，可有效减省传统无线通讯终端设备，如GSM移动电话等需加装外露式单极天线的组装程序及成本，且可避免单极天线因结构外露易受外力而折损的缺点。
由于本发明系利用具导电特性的透明材料作为电波辐射材料，并利用印刷、溅镀或蚀刻的方式将其印制于无线移动通讯终端机的液晶显示器玻璃基板表面上，以形成本发明的透明天线。此一作法，不仅可令透明天线与液晶显示器轻易地于制程中被整合在一起，而且可大幅简化元件的组装程序、降低产品的制作成本，更可有效提高其电气品质，避免单极天线因结构外露衍生诸多易受外力而折损等的缺点。
权利要求
1.一种无线移动通讯终端机透明天线，其特征在于其为以具有导电特性透明材料成型于玻璃基板上呈天线图案的导电透明膜。
2.根据权利要求1所述的无线移动通讯终端机透明天线，其特征在于所述的具导电特性的透明材料为铟锡氧化物。
3.根据权利要求1所述的无线移动通讯终端机透明天线，其特征在于所述的具导电特性的透明材料为氧化锡。
4.根据权利要求1所述的无线移动通讯终端机透明天线，其特征在于所述的玻璃基板为液晶显示器外层玻璃板。
5.根据权利要求1所述的无线移动通讯终端机透明天线，其特征在于所述的呈天线图案的导电透明膜与通讯终端机中射频电路相连接。
6.一种无线移动通讯终端机透明天线制作方法，其特征在于先于玻璃基板上以具有导电特性透明材料形成均匀的透明导电膜；于透明导电膜上涂布一层光阻剂；将设有天线图案的光罩置于光阻剂表面并以紫外线曝光；浸置于显影液中进行显影，以去除未硬化的光阻剂；以蚀刻技术对玻璃基板表面显示后的透明导电膜进行蚀刻，并清除残留硬化光阻剂。
7.根据权利要求6所述的无线移动通讯终端机透明天线制作方法，其特征在于所述的形成透明导电膜为以具导电特性透明材料作为靶材，在真空系统中，先对导入的氩气进行离子化，令该氩气因电浆现象被分解成氩离子及电子，其中氩离子将撞击靶材，令靶材中的成分被撞击出来，飞溅且附着于玻璃基板上，以形成均匀的透明导电膜。
8.根据权利要求6所述的无线移动通讯终端机透明天线制作方法，其特征在于所述的形成透明导电膜为以溅镀法将具导电特性透明材料中的成分分解出来附着于玻璃基板上，以形成均匀的透明导电膜。
9.根据权利要求6所述的无线移动通讯终端机透明天线制作方法，其特征在于所述的蚀刻技术为以电蚀技术对透明导电膜进行蚀刻。
10.根据权利要求6所述的无线移动通讯终端机透明天线制作方法，其特征在于所述的蚀刻技术为利用强酸以化学蚀技术对透明导电膜进行蚀刻。
11.根据权利要求10所述的无线移动通讯终端机透明天线制作方法，其特征在于所述的强酸为由水、盐酸及硝酸调配的混合液。
12.根据权利要求6所述的无线移动通讯终端机透明天线制作方法，其特征在于所述的玻璃基板为液晶显示器外层玻璃板。
全文摘要
一种无线移动通讯终端机透明天线及其制作方法。为提供一种避免折损、体积小、成本低、组装方便的通讯设备部件及其制作方法,提出本发明,其透明天线为以具有导电特性透明材料成型于玻璃基板上呈天线图案的导电透明膜;其制作方法包括于玻璃基板上以具有导电特性透明材料形成透明导电膜、涂布光阻剂层、设置天线图案并曝光、显影及以蚀刻技术对玻璃基板表面显示后的透明导电膜进行蚀刻,并清除残留硬化光阻剂。
文档编号H01Q13/00GK1384561SQ01115909
公开日2002年12月11日 申请日期2001年5月8日 优先权日2001年5月8日
发明者黄启芳 申请人:中华映管股份有限公司