CN102176428B - 强化基板及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种强化基板及其制造方法，该制造方法包括：提供母板，此母板具有切割道区；在母板的切割道区中形成阻挡层；利用阻挡层作为强化阻障层以对母板进行强化加工步骤，而形成强化母板；对强化母板的切割道区进行切割步骤，以形成多个强化基板；对强化基板的边缘进行边缘研磨步骤。
Description
技术领域
本发明涉及一种基板及其制造方法，且特别是涉及一种强化基板及其制造方法。
背景技术
在显示面板应用广泛的今日，有许多显示面板被应用于各种携带式电子产品，如个人数字助理(PDA)、移动电话(mobile phone)、平板电脑(tablet PC)中。由于这些携带式电子产品多建有触控功能且易于在携带或使用过程中发生摔落的情形，所以其显示面板的基板强度特别地需要被加强。
在现有技术中，一种制造强化基板的方法如下：首先，先将母板切割成许多小片基板。接着，分别对这些小片基板进行边缘研磨步骤。然后，再分别对这些小片基板进行强化加工步骤以形成强化基板。之后，再分别对这些强化基板进行后续制作工艺(例如触控面板或黑色矩阵制作工艺等)。但，此方法制作工艺繁复、耗工耗时且成本较高。
另一种制造强化基板的方法如下：首先，先对母板进行强化加工步骤以形成强化母板。接着，对强化母板进行后续制作工艺(例如触控面板或黑色矩阵制作工艺等)。之后，再对此强化母板进行切割步骤以形成强化基板。但，在切割强化母板的过程中，因切割道区内的强化母板其强度较高，使得强化母板易于切割过程中产生爆裂点并发生破裂，进而导致强化基板的合格率下降。承上述，如何开发出一合格率较高且成本较低的强化基板制作工艺，实为研发者所欲达成的目标之一。
发明内容
本发明的目的在于提供一种强化基板的制造方法，其可提升强化基板的合格率并有效降低制造成本。
本发明的再一目的在于提供一种强化基板，其合格率较高且制造成本较低。
为达上述目的，本发明提出一种强化基板的制造方法，包括：提供母板，此母板具有切割道区；在母板的切割道区中形成阻挡层；利用阻挡层作为强化阻障层以对母板进行强化加工步骤，而形成强化母板；对强化母板的切割道区进行切割步骤，以形成多个强化基板；对强化基板的边缘进行边缘研磨步骤。
本发明还提出一种强化基板，包括基板。此基板具有上表面、下表面以及多个侧表面，且基板的边缘具有切割道区。其中，基板中具有第一强化区、第二强化区以及未强化区，第一强化区由上表面往基板的内部延伸，第二强化区由下表面往基板的内部延伸，且未强化区位于切割道区及侧表面。
基于上述，在本发明的强化基板的制造方法中，通过在进行强化加工步骤之前，先在母板的切割道区形成阻挡层，而使得强化母板中的切割道区较易于切割，进而有效地提升强化基板的合格率并降低其制造成本。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图作详细说明如下。
附图说明
图1至图6为本发明一实施例的强化基板制造流程示意图；
图7A至图7E、图8A至图8E为本发明一实施例的阻挡层制作流程示意图；
图9、图10、图11及图12为本发明一实施例的强化基板剖面示意图；
图13为本发明一实施例的强化基板经边缘研磨步骤后的剖面示意图。
主要元件符号说明
100：母板
100’：强化母板
100A：强化基板
100a：基板
102、102a、102b：切割道区
104：有效区
105a：金属材料层
105b、105b’-1：感光有机聚合物材料层
105b’：介电材料层
106、106a、106b：阻挡层
108：元件层
W、W’：宽度
D：厚度
d：深度
S1、S2、P1、P2：表面
R1、R2、R3：区域
具体实施方式
图1至图6为本发明一实施例的强化基板制造流程示意图。请参照图1，首先提供母板100，母板100具有切割道区102。在本实施例中，母板100具有上表面S1以及下表面S2，切割道区102可包括第一切割道区102a与第二切割道区102b，其分别位于上表面S1以及下表面S2。其中，第一切割道区102a与第二切割道区102b相对应，较佳的是第一切割道区102a实质上是对齐于第二切割道区102b。
在本实施例中，割道区102(第一切割道区102a、第二切割道区102b)的图案可依有效区104的形状做适当的设计。举例而言，当有效区104的形状为矩形时，割道区102(第一切割道区102a、第二切割道区102b)的图案可为多个长条形交错排列所构成的图案，如图1中所示，但本发明并不以此为限。
在本实施例中，切割道区102的宽度可依母板100上有效区104的配置方式及切割步骤的制作工艺裕度(process window)做适当的调整。举例而言，第一切割道区102a与第二切割道区102b的宽度W可在50～400微米之间。
本实施例的母板100材质例如为玻璃，但本发明不限于此，在其他实施例中，母板100的材质也可为石英、硅或是其它合适的材料。
接着请参照图2，在母板100的切割道区102中形成阻挡层106。在本实施例中，母板100具有上表面S1以及下表面S2，且阻挡层106包括第一阻挡层106a以及第二阻挡层106b，其分别形成在上表面S1的第一割道区102a上与下表面S2的第二割道区102b上，如图2中所示。然，本发明不限于此，在其他实施例中，阻挡层106也可只形成在上表面S1的第一割道区102a上或下表面S2的第二割道区102b上。
在本实施例中，阻挡层106(第一阻挡层106a与第二阻挡层106b)的功用是作为一强化阻障层，以使位于阻挡层106(第一阻挡层106a与第二阻挡层106b)下的部分母板100不易受到强化作用。在本实施例中，阻挡层106(第一阻挡层106a与第二阻挡层106b)的材质可包括金属材料、介电材料或是有机聚合物材料。举例而言，阻挡层106(第一阻挡层106a与第二阻挡层106b)的材质可包括钼(Mo)、钨化钼(MoW)、铝(Al)、铷化铝(AlNd)、钛(Ti)，氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)或是光阻(photoresistance，PR)。
值得一提的是，在本实施例中，第一阻挡层106a与第二阻挡层106b的材质可相同或不相同。阻挡层106的材质可配合后续欲进行的制作工艺做适当的选择。举例而言，当后续欲进行的制作工艺为黑色矩阵制作工艺(blackmatrix fabrication process)时，阻挡层106的材质可选择与黑色矩阵相同的材质，例如金属材料或遮光树脂或该多个材料的组合。如此一来，便可同时形成黑色矩阵与阻挡层，而使制作工艺简单化。
在本实施例中，形成阻挡层106(第一阻挡层106a与第二阻挡层106b)的方法可包括进行印刷程序、贴附程序、曝光程序、蚀刻程序或是其组合。举例而言，当第一阻挡层106a的材质为金属材料(例如钼)，第二阻挡层106b的材质为感光有机聚合物材料(例如光阻)时，形成阻挡层106的方法例如为下述：图7A至图7E为本发明一实施例的阻挡层制作流程剖面示意图。请参照图7A，首先在母板100上表面S1形成金属材料层105a。请参照图7B，接着在母板100下表面S2形成感光有机聚合物材料层105b。请参照图7C，然后对金属材料层105a进行图案化以在第一切割道区102a上形成第一阻挡层106a。请参照图7D及图7E，之后以第一阻挡层106a为曝光掩模对感光有机聚合物材料层105b进行图案化程序以在第二切割道区102b上形成第二阻挡层106b。然，本发明不限于此，在其他实施例中，当第一阻挡层106a的材质为金属材料(例如钼)，第二阻挡层106b的材质为介电材料(例如氮化硅)时，形成阻挡层106的方法例如为下述：图8A至图8E为本发明一实施例的阻挡层制作流程剖面示意图。请参照图8A，首先在母板100上表面S1形成金属材料层105a。请参照图8A及图8B，接着对金属材料层105a进行图案化程序以在第一切割道区102a上形成第一阻挡层106a。请参照图8C，接着在母板100下表面S2形成介电材料层105b’。然后，在介电材料层105b’上形成感光有机聚合物材料层105b’-1。请参照图8D，接着利用第一阻挡层106a作为曝光掩模，对感光有机聚合物材料层105b’-1进行图案化程序。请参照图8D及图8E，接着利用被图案化的感光有机聚合物材料层105b’-1做为蚀刻掩模图案化介电材料层105b’，以形成第二阻挡层106b。
接着请参照图3，利用阻挡层106作为强化阻障层以对母板100进行强化加工步骤，而形成强化母板100’。在本实施中，强化加工步骤包括一化学强化处理。举例而言，此化学强化处理可为一离子交换过程。具体而言，当母板100的材质为钠玻璃时，可将母板100浸渍于硝酸钾熔盐(potassiumnitrate molten salt)中，而使母板100(钠玻璃)中原子半径较小的钠离子置换为硝酸钾熔盐(potassium nitrate molten salt)中原子半径较大的钾离子。这些原子半径较大的钾离子进入母板100(钠玻璃)后，在母板100(钠玻璃)表面互相压缩，而使得母板1 00(钠玻璃)表面产生压缩应力(compression stress)，进而使得母板100(钠玻璃)被强化。然而，本发明不限于此，在其他实施例中，强化加工步骤也可为其他合适的方法。
需特别说明的是，在本实施例的强化加工步骤中，未被阻挡层106所覆盖的区域，也就是有效区104，其可被适当地强化，而被阻挡层106所覆盖的切割道区102则不易受到强化作用。换句话说，被阻挡层106所覆盖的切割道区102其强度较低，而使得切割道区102较易于切割。
接着请参照图4，在本实施例中，在形成强化母板100’后，可进一步地于强化母板100’中的有效区104形成一元件层108。此元件层108可为黑色矩阵层、触控面板线路层、薄膜电晶体层或其他欲形成的元件层。
接着请参照图5，对强化母板100’的切割道区102进行一切割步骤，以形成多个强化基板100A。在本实施例中，可利用金刚石(diamond)或超硬合金砂轮片(wheel chip)的划线裂片法(scribe break method)、使用金刚石砂轮的切块机(dicer)切割法、或是使用雷射的雷射切割法来进行此切割步骤，但本发明并不以此为限。
值得一提的是，在其他实施例中，在进行切割步骤前，更可包括一移除阻挡层106的步骤。举例而言，当阻挡层106的材质为有机聚合物材料(例如光阻)时，可在形成强化母板100’之后，进行一移除阻挡层106的步骤。但不以此为限，本发明中所列举的材料或是任何可供阻挡层使用的材料，皆可视设计者的需求而决定是否移除。
图9为本发明一实施例的强化基板剖面示意图。请参照图9，本实施例的强化基板100A可包括一基板100a，此基板100a具有上表面P1、下表面P2以及多个侧表面P3，且基板100a的边缘具有割道区102’。其中，基板100a中具有第一强化区R1、第二强化区R2以及未强化区R3，第一强化区R1由上表面P1往基板100a的内部延伸，第二强化区R2由下表面P2往基板100a的内部延伸，且未强化区R3位于切割道区102’及侧表面P3。
在本实施中，基板100a边缘的切割道区102’宽度W’例如为25～200微米。基板100a的厚度D例如为0.3～6.0厘米，而基板100a被强化的深度d例如为10～100微米。本实施的基板100a的材质例如为玻璃，但本发明不限于此，在其他实施例中基板100a的材质也可为石英、硅或是其它合适的材料。
此外，本实施例的强化基板100A可进一步地包括位于切割道区102’的阻挡层106。更详细地说，本实施例的强化基板100A可包括第一阻挡层106a以及第二阻挡层106b，其分别位于基板100a的上表面P1以及下表面P2，如图9中所示。然，本发明不限于此，在另一实施例中，强化基板100A也可只包括位于基板100a的上表面P1第一阻挡层106a或位于基板100a下表面P2的第二阻挡层106b，如图10及图11中所示。在又一实施例中，强化基板100A也可不包括阻挡层106，如图12中所示。
在本实施例中，阻挡层的材质可包括金属材料、介电材料或是有机聚合物材料。第一阻挡层106a与第二阻挡层106b的材质可相同或不同。
另外，本实施例的强化基板100A还可包括元件层108。元件层108可位于强化基板100A的上表面P1、下表面P2或上表面P1及下表面P2之上。更详细地说，元件层108可位于第一强化区R1、第二强化区R2或第一强化区R1及第二强化区R2之上。举例而言，元件层108(例如黑色矩阵层)可位于第一强化区R1上，另一元件层108(例如触控面板线路层)可位于第二强化区R2上之。然，本发明并不以此为限。
接着请参照图6，在完成强化基板100A后，对强化基板100A的边缘进行边缘研磨步骤。举例而言，较佳的是，将强化基板100A中的第一阻障层106a、第二阻障层106b以及第一阻障层106a和第二阻障层106b间的部分基板100a完全磨除。这样一来，除了可将基板100a中表面未被强化的部分磨除外，也可同时将强化基板100A中例如因切割步骤所造成的缺陷(crack)磨去，进而使得经边缘研磨步骤后的强化基板100A的强度最佳化，但本发明并不以此为限。在本实施例中，边缘研磨步骤例如为一机械研磨步骤或其他合适的研磨步骤。
图13为本发明一实施例的强化基板100A经边缘研磨步骤后的剖面示意图。由图13可清楚地知道，在本实施例中，经边缘研磨步骤后的强化基板100A，其第一阻障层106a、第二阻障层106b以及第一阻障层106a和第二阻障层106b间的部分基板100a均会被磨除，而仅剩下与有效区104对应的基板100a与其上的元件层108。值得一提的是，此经边缘研磨步骤后的强化基板100A在其上表面P1与下表面P2仍具有第一强化区R1与第二强化区R2，而使得此经边缘研磨步骤后的强化基板100A其强度较佳。
综上所述，在本发明的强化基板的制造方法中，通过在进行强化加工步骤前先在母板的切割道区形成一阻挡层，而使得强化母板中的切割道区较易于切割，进而提升强化基板的合格率，并有效地降低其制作成本。此外，也可通过边缘研磨步骤，使得经边缘研磨步骤后的强化基板的强度更佳。
Claims (9)
1.一种强化基板的制造方法，包括：
提供一母板，该母板具有切割道区；
在该母板的该切割道区中形成一阻挡层；
利用该阻挡层作为一强化阻障层以对该母板进行一强化加工步骤，而形成一强化母板；
对该强化母板的该切割道区进行一切割步骤，以形成多个强化基板；
对该些强化基板的边缘进行一边缘研磨步骤，
其中该母板具有上表面以及下表面，且该阻挡层包括第一阻挡层以及第二阻挡层，其分别形成在该上表面与该下表面，
其中形成该第一阻挡层与该第二阻挡层的方法包括：
在该母板上的该上表面的该切割道区形成该第一阻挡层；
在该母板上的该下表面形成一感光有机聚合物材料层；以及
利用该第一阻挡层作为一曝光掩模，对该感光有机聚合物材料层进行一图案化程序，以形成该第二阻挡层。
2.一种强化基板的制造方法，包括：
提供一母板，该母板具有切割道区；
在该母板的该切割道区中形成一阻挡层；
利用该阻挡层作为一强化阻障层以对该母板进行一强化加工步骤，而形成一强化母板；
对该强化母板的该切割道区进行一切割步骤，以形成多个强化基板；
对该些强化基板的边缘进行一边缘研磨步骤，
其中该母板具有上表面以及下表面，且该阻挡层包括第一阻挡层以及第二阻挡层，其分别形成在该上表面与该下表面，
其中形成该第一阻挡层与该第二阻挡层的方法包括：
在该母板上的该上表面的该切割道区形成该第一阻挡层；
在该母板上的该下表面上形成一介电材料层；
在该介电材料层上形成一感光有机聚合物材料层；
利用该第一阻挡层作为一曝光掩模，对该感光有机聚合物材料层进行一图案化程序；以及
利用被图案化的该感光有机聚合物材料层做为一蚀刻掩模图案化该介电材料层，以形成该第二阻挡层。
3.如权利要求1或2所述的强化基板的制造方法，其中在进行该切割步骤前，还包含一移除该第一阻挡层和该第二阻挡层的步骤。
4.如权利要求1或2所述的强化基板的制造方法，其中该第一阻挡层与该第二阻挡层的材质可为相同或不同。
5.如权利要求1或2所述的强化基板的制造方法，其中该第一阻挡层的材质包括金属材料、介电材料或是有机聚合物材料。
6.如权利要求1或2所述的强化基板的制造方法，其中形成该第一阻挡层的方法包括进行一印刷程序、一贴附程序、一曝光程序、一蚀刻程序或是其组合。
7.如权利要求1或2所述的强化基板的制造方法，其中该强化加工步骤包括一化学强化处理。
8.如权利要求1或2所述的强化基板的制造方法，其中该基板的厚度为0.3～6.0厘米，且该基板被强化的深度为10～100微米。
9.如权利要求1或2所述的强化基板的制造方法，其中该切割道区的宽度为50～400微米。
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