CN102744954B - 基板制造方法及多层堆叠结构 - Google Patents

基板制造方法及多层堆叠结构 Download PDF

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Abstract

一种基板制造方法及多层堆叠结构包含下列步骤：提供透明硬质基板；涂布胶体层至透明硬质基板的一表面；贴合软性基板至胶体层以形成多层堆叠结构；设置多层堆叠结构于反光板上方，其中反光板具有第一反射区及第二反射区，并且第一反射区的反射率大于第二反射区的反射率；以及对多层堆叠结构照射紫外光，致使胶体层固化为第一固化部与第二固化部。

Description

基板制造方法及多层堆叠结构
技术领域
本发明是有关于一种基板制造方法，特别是有关于一种软性显示器的制作过程方法。
背景技术
现今，显示器的市场的正迅速地改变，而目前在此市场中的主流为平面显示器(Flat Panel Display,FPD)设备。制造出符合大尺寸、轻、薄等诉求的平面显示器已非难事。平面显示器包含液晶显示器(liquid crystal display,LCD)、等离子显示器面板(plasma display panel,PDP)、有机电致发光显示器(organicelectro luminescence display,OLED)…等。但现有的液晶显示器、等离子显示面板、有机电致发光显示器等都是由玻璃基板所制成，其不具弹性的特性从而限制了拓展应用的可能性。
目前软性显示器的基板可采用具有弹性的材料(例如塑胶或薄型金属)制造。因此，以软性基板取代玻璃基板作为显示器的基板可突破其应用性上的限制。软性显示器通常被称为“可弯曲显示器(bendable display)”或“可卷曲显示器(rollable display)”。软性显示器主要可应用于液晶显示器、有机电致发光显示器以及电泳显示器(electrophoretic display,EPD)等。
在软性显示器的制作过程中，一般是先将软性基板粘贴至硬基板上再进行显示元件的制作过程。最后再将软性基板从硬基板上剥离(de-bonding)。此时，若软性基板与硬基板之间的粘着性太强，则会在剥离的过程中造成显示元件的损伤；若软性基板与硬基板之间的粘着性太弱，则会在显示元件的制造过程中发生软性基板与硬基板剥离的问题。因此，如何使软性显示器的制作过程合格率提高则成为目前技术发展的重点。
为了解决上述问题，已有两种方法被使用，其一是于软性基板与硬基板之间使用具有不同粘着性的胶体材料形成多层胶体层进行粘合，其二是于软性基板与硬基板之间使用具有不同粘着性的胶体材料形成单层胶体层进行粘合。然而，对于上述第一种方法来说，随着胶体层的种类与总厚度增加，在经过高温制作过程之后，热弯曲(thermal bending)的问题亦趋严重。对于上述第二种方法来说，不同胶体材料的热膨胀系数(coefficient of thermal expansion,CTE)必须相近。并且，由于粘合时不同胶体之间会扩散而难以控制，因此也增加胶体涂布(glue coating)制作过程的复杂度。
发明内容
为解决公知技术的问题，本发明是一种基板制造方法，其主要是于透明硬质基板与软性基板之间仅使用单层且单一种类的胶体层进行粘合。并且，透明硬质基板与软性基板之间的胶体层在经过本发明的制作过程处理之后产生局部差异，进而可达到具有两种(以上)粘着性。由于本发明采用单层胶体层，因此可降低软性基板所产生的热弯曲的程度。并且，本发明于透明硬质基板与软性基板之间以单一种类的胶体层进行粘合，胶体涂布制作过程可更容易实现，并且所使用的粘合机台的机构可较简单。再者，本发明所提出的制作过程可精准地控制胶体层具有不同粘着性的粘合部位的位置，也可使胶体层达到复杂且多种粘着性的粘合图形。借此，在软性显示器的最后制造阶段时，亦即将透明硬质基板相对软性基板的剥离(de-bonding)制作过程阶段，制作过程稳定性与困难度皆可获得有效的改善。
根据本发明一实施方式，一种基板制造方法包含下列步骤：提供透明硬质基板，其中透明硬质基板包含相对的第一表面及第二表面；涂布胶体层至透明硬质基板的第一表面；贴合软性基板至胶体层以形成多层堆叠结构；设置多层堆叠结构于反光板上方，其中反光板具有第一反射区以及第二反射区，并且第一反射区的反射率大于第二反射区的反射率；以及对多层堆叠结构照射紫外光，致使胶体层对应于第一反射区与第二反射区分别固化为第一固化部与第二固化部，且第一固化部与软性基板之间的粘着性不同于第二固化部与软性基板之间的粘着性。
于本发明的一实施例中，上述的反光板设置于软性基板远离胶体层的一侧。
于本发明的一实施例中，上述的反光板设置于透明硬质基板的第二表面。
于本发明的一实施例中，上述的第二反射区环绕于第一反射区的外围。
于本发明的一实施例中，上述的第二固化部与软性基板之间的粘着性实质上大于第一固化部与软性基板之间的粘着性。
于本发明的一实施例中，上述的胶体层为紫外光固化粘胶层。
于本发明的一实施例中，上述的胶体层为非热塑性粘胶层。
根据本发明另一实施方式，一种基板制造方法包含下列步骤：提供透明硬质基板；涂布胶体层至透明硬质基板；贴合软性基板至胶体层以形成多层堆叠结构；相对多层堆叠结构间隔地设置滤镜；以及由滤镜远离多层堆叠结构的一侧朝向多层堆叠结构照射紫外光，致使通过滤镜的部分紫外光将胶体层固化为第一固化部，并使未通过滤镜的部分紫外光将胶体层固化为第二固化部。
于本发明的一实施例中，上述的透明硬质基板位于滤镜与软性基板之间。
于本发明的一实施例中，上述的软性基板位于滤镜与透明硬质基板之间。
于本发明的一实施例中，上述的滤镜为紫外光滤镜，用以吸收紫外光的特定波段光。
本发明的另一技术样态是一种多层堆叠结构。多层堆叠结构包含透明硬质基板、胶体层以及软性基板。胶体层设置于透明硬质基板上，并具有第一区与围绕第一区的第二区。软性基板设置于胶体层上。胶体层系由紫外光可固化粘胶层经照射紫外光固化所构成，且软性基板与第一区的胶体层之间的粘着性小于软性基板与第二区的胶体层之间的粘着性。
附图说明
图1A为依照本发明一实施例的多层堆叠结构以及反光板的立体图；
图1B为多层堆叠结构以及反光板沿线段1B-1B’的部分剖面图；
图2为依照本发明一实施例的基板制造方法的流程图；
图3为图1B中的胶体层相对软性基板的180度拉力测试图；
图4为依照本发明另一实施例的多层堆叠结构以及反光板的部分剖面图；
图5A为依照本发明另一实施例的多层堆叠结构以及滤镜的立体图；
图5B为多层堆叠结构以及滤镜沿线段5B-5B’的部分剖面图；
图6为依照本发明一实施例的基板制造方法的流程图；
图7为图5B中的胶体层相对软性基板的180度拉力测试图；
图8为依照本发明另一实施例的多层堆叠结构以及滤镜的部分剖面图。
其中，附图标记：
10：多层堆叠结构   100：透明硬质基板
100a：第一表面     100b：第二表面
102：胶体层        102a：第一固化部
102b：第二固化部   104：软性基板
12：反光板         120：第一反射区
122：第二反射区    30：多层堆叠结构
300：透明硬质基板  302：胶体层
302a：第一固化部   302b：第二固化部
304：软性基板      32：滤镜
S100～S308：步骤   UV：紫外光
具体实施方式
以下将以附图揭露本发明的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说，在本发明部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化附图起见，一些公知惯用的结构与元件在附图中将以简单示意的方式绘示。
本发明的一技术态样是一种基板制造方法。更具体地说，其主要是于透明硬质基板与软性基板之间仅使用单层且单一种类的胶体层进行粘合。并且，透明硬质基板与软性基板之间的胶体层在经过本发明的制作过程处理之后产生局部差异，进而可达到具有两种(以上)粘着性，借以达到降低软性基板所产生的热弯曲的程度。并且，本发明于透明硬质基板与软性基板之间以单一种类的胶体层进行粘合，胶体涂布制作过程可更容易实现，并且所使用的粘合机台的机构可较简单。再者，本发明所提出的制作过程可精准地控制胶体层具有不同粘着性的粘合部位的位置，也可使胶体层达到复杂且多种粘着性的粘合图形。
请参照图1A、图1B以及图2。图1A为依照本发明一实施例的多层堆叠结构10以及反光板12的立体图。图1B为多层堆叠结构10以及反光板12沿线段1B-1B’的部分剖面图。图2为依照本发明一实施例的基板制造方法的流程图。
如图1A、图1B与图2所示，于本实施例中，本发明的基板制造方法至少包含如下所示的步骤S100至步骤S108。
步骤S100：提供透明硬质基板100。其中，透明硬质基板100包含相对的第一表面100a及第二表面100b(亦即，图1B中透明硬质基板100的下表面与上表面)。
步骤S102：涂布胶体层102至透明硬质基板100的第一表面100a。
步骤S104：贴合软性基板104至胶体层102以形成多层堆叠结构10。换言之，透明硬质基板100、胶体层102以及软性基板104三者共同形成上述的多层堆叠结构10。
步骤S106：设置多层堆叠结构10于反光板12上方，其中反光板12具有第一反射区120以及第二反射区122，并且第一反射区120的反射率大于第二反射区122的反射率。其中，反光板12的第二反射区122实质上围绕第一反射区120。
如图1B所示，于本实施例中，反光板12系设置于软性基板104远离胶体层102的一侧，而紫外光UV系由透明硬质基板100的第二表面100b上方(亦即，图1B中透明硬质基板100的上表面上方)进行照射。
步骤S108：对多层堆叠结构10照射紫外光UV，致使胶体层102对应于第一反射区120与第二反射区122分别固化为第一固化部102a与第二固化部102b，且第一固化部120与软性基板104之间的粘着性不同于第二固化部122与软性基板104之间的粘着性。
由图1B可以清楚得知，本实施例中的紫外光UV系正对多层堆叠结构10(亦即，紫外光UV的照射方向垂直多层堆叠结构10)进行照射，而且多层堆叠结构10中的胶体层102的第一固化部102a与第二固化部102b于反光板12上的正投影分别对应第一反射区120以及第二反射区122。因此，在紫外光UV依序通过多层堆叠结构10的透明硬质基板100、胶体层102与软性基板104之后，具有较大反射率的第一反射区120会将较多的紫外光UV经由多层堆叠结构10的软性基板104反射回胶体层102，进而使得胶体层102的第一固化部102a在单位面积下所吸收的紫外光照射能量过多。相对地，具有较小反射率的第二反射区122会将较少的紫外光照射能量经由多层堆叠结构10的软性基板104反射回胶体层102，进而使得胶体层102的第二固化部102b在单位面积下未吸收过多的紫外光照射能量。借此，本发明的基板制造方法即可使胶体层102的第一固化部102a与第二固化部102b单位面积吸收到不同的紫外光照射能量，因此使得胶体层102的第一固化部102a与第二固化部102b引发不同程度的聚合反应，进而产生不同的粘着性。
请参照图3。图3为图1B中的胶体层102相对软性基板104的180度拉力测试图。
图3系本发明藉由紫外光UV于55mW/cm2的照射强度以及180秒的照射时间的制作过程条件下，持续对多层堆叠结构10进行照射之后，再对多层堆叠结构10中的胶体层102与软性基板104进行180度拉力测试并针对胶体层102不同区域各自对应的平均剥离力所制作出的统计图。由图3可以清楚得知，软性基板104对应胶体层102的第一固化部102a的区域于测试之后的平均剥离力约为0.10N/mm，而软性基板104对应胶体层102的第二固化部102b的区域于测试之后的平均剥离力约为0.21N/mm。
由图3可知，第一固化部102a与软性基板104的粘着性较小。由于第一固化部102a在单位面积下接收到过多的紫外光照射能量，而使得胶体层102在聚合反应时，分子链端变多，因此聚合反应不完全，进而使得第一固化部102a与软性基板104之间的粘着性下降。相对地，第二固化部102b在单位面积下未接收到过多的紫外光照射能量，而使得聚合反应较完全，因此第二固化部102b与软性基板104的粘着性较大。由此可知，第二固化部102b的粘着性与软性基板104实质上大于第一固化部102a与软性基板104的粘着性。
换句话说，本发明的基板制造方法可以根据所需而设计反光板12上的第一反射区120与第二反射区122的图案与相对位置，进而可达到使软性基板104对应第一反射区120的区域所需的剥离力较弱，并使软性基板104对应第二反射区122的区域所需的剥离力较强的目的。
要说明的是，在软性显示器的制造过程中，软性显示器的显示元件通常会设置于软性基板104的中央部位，因此在将透明硬质基板100相对软性基板104的剥离(de-bonding)制作过程阶段时，并不乐见软性基板104的中央部位所需的剥离力过大而造成显示元件受损。为了解决此问题，于本实施例中，系设计使反光板12的第二反射区122环绕于第一反射区120的外围，如图1A所示。相对地，对应第二反射区122的第二固化部102b也会环绕于对应第一反射区120的第一固化部102a的外围。借此，再利用裁切的方式直接对位于外围的第二固化部102b进行切割之后，即可使软性基板104轻易地与位于中央的第一固化部102a分离，借以降低软性显示器位于软性基板104中央部位的显示元件受损的机率。
请参照图4。图4为依照本发明另一实施例的多层堆叠结构10以及反光板12的部分剖面图。
如图4所示，本实施例与图1B所示的实施例的差异之处，在于本实施例中的反光板12系设置于透明硬质基板100的第二表面100b(亦即，图4中透明硬质基板100的下表面)，而紫外光UV系由软性基板104远离胶体层102的一侧进行照射。因此，在紫外光UV依序通过多层堆叠结构10的软性基板104、胶体层102与透明硬质基板100之后，具有较大反射率的第一反射区120会将较多的紫外光UV经由多层堆叠结构10的透明硬质基板100反射回胶体层102，进而使得胶体层102的第一固化部102a在单位面积下所吸收的紫外光照射能量较过多。相对地，具有较小反射率的第二反射区122会将较少的紫外光能量经由多层堆叠结构10的透明硬质基板100反射回胶体层102，进而使得胶体层102的第二固化部102b在单位面积下未吸收过多的紫外光照射能量。借此，本发明的基板制造方法即可使胶体层102的不同部位吸收到不同的紫外光照射能量，因此使得胶体层102的第一固化部102a与第二固化部102b引发不同程度的聚合反应，进而产生不同的粘着性。
于本实施例中，多层堆叠结构10的胶体层102为紫外光固化粘胶层，藉由吸收紫外光UV的照射能量而引发聚合反应并产生固化的效果。
另外，为了在软性显示器的制造过程中的高温制作过程阶段解决热弯曲的问题，于本实施例中，多层堆叠结构10的胶体层102可以为非热塑性粘胶层，但本发明不以此为限。
于一实施例中，多层堆叠结构10的透明硬质基板100为玻璃基板，但本发明并不以此为限。只要能提供软性基板104足够支撑力的可透光硬质基板，皆可应用于本发明中。
请参照图5A、图5B以及图6。图5A为依照本发明另一实施例的多层堆叠结构30以及滤镜32的立体图。图5B为多层堆叠结构30以及滤镜32沿线段5B-5B’的部分剖面图。图6为依照本发明一实施例的基板制造方法的流程图。
如图5A、图5B与图6所示，于本实施例中，本发明的基板制造方法至少包含如下所示的步骤S300至步骤S308。
步骤S300：提供透明硬质基板300。
步骤S302：涂布胶体层302至透明硬质基板300。
步骤S304：贴合软性基板304至胶体层302以形成多层堆叠结构30。换言之，透明硬质基板300、胶体层302以及软性基板304三者共同形成上述的多层堆叠结构30。
步骤S306：相对多层堆叠结构30间隔地设置滤镜32。
如图5B所示，于本实施例中，滤镜32系间隔地设置于软性基板304远离胶体层302的一侧(亦即，图5B中软性基板304的上侧)。因此，软性基板304位于滤镜32与透明硬质基板300之间。
步骤S308：由滤镜32远离多层堆叠结构30的一侧朝向多层堆叠结构30照射紫外光UV，致使通过滤镜32的部分紫外光UV将胶体层302固化为第一固化部302a，并使未通过滤镜32的部分紫外光UV将胶体层302固化为第二固化部302b。
于本实施例中，本发明所使用的滤镜32为紫外光滤镜，用以吸收紫外光UV的特定波段光。
由图5B可以清楚得知，本实施例还在滤镜32远离多层堆叠结构30的一侧使紫外光UV正对多层堆叠结构30(亦即，紫外光UV的照射方向垂直多层堆叠结构30)进行照射，而且滤镜32于胶体层302上的正投影对应胶体层302的第一固化部302a。因此，在通过滤镜32之后被滤镜32吸收特定波段光的部分紫外光UV，在通过多层堆叠结构30的软性基板304之后会被胶体层302的第一固化部302a吸收。相对地，未通过滤镜32的部分紫外光UV，在通过多层堆叠结构30的软性基板304之后会被胶体层302的第二固化部302b吸收。借此，本发明的基板制造方法即可使胶体层302的第一固化部302a与第二固化部302b单位面积吸收到不同波段的紫外光照射能量，进而使胶体层302的第一固化部302a与第二固化部302b引发不同程度的聚合反应，以产生不同的粘着性。
请参照图7。图7为图5B中的胶体层302相对软性基板304的180度拉力测试图。
图7系本发明藉由紫外光UV于20000mJ的紫外光剂量(UV dosage)的制作过程条件下持续对多层堆叠结构30进行照射之后，再对多层堆叠结构30中的胶体层302与软性基板304进行180度拉力测试并针对胶体层302不同区域各自对应的平均剥离力所制作出的统计图。由图7可以清楚得知，软性基板304对应胶体层302的第一固化部302a的区域于测试之后的平均剥离力约为0.098N/mm，而软性基板304对应胶体层302的第二固化部302b的区域于测试之后的平均剥离力约为0.228N/mm。
由图7可知，第一固化部302a与软性基板304之间粘着性较小。由于紫外光UV通过滤镜32后，有部分波段的紫外光照射能量被滤除，因此相较于第二固化部302b，第一固化部302a未接收到足够的紫外光照射能量，造成第一固化部302a的聚合反应不完全，进而使得第一固化部302a与软性基板304之间的粘着性下降。换言之，第一固化部302a与第二固化部302b吸收到不同波段的紫外光照射能量而引发不同的聚合反应，因此粘着性也会有所差异。相对地，第二固化部302b上方未设置滤镜32，且相较于第一固化部302a，第二固化部302b接收到足够的紫外光照射能量使得聚合反应较完全，因此第二固化部302b与软性基板304之间粘着性较大。由此可知，第二固化部302b与软性基板304之间的粘着性实质上大于第一固化部302a与软性基板304之间的粘着性。
换句话说，本发明的基板制造方法可以根据所需而设计滤镜32的图案与相对位置，进而可达到使多层堆叠结构30对应滤镜32的区域所需的剥离力较弱，并使多层堆叠结构30对应滤镜32以外的区域所需的剥离力较强的目的。
请参照图8。图8为依照本发明另一实施例的多层堆叠结构30以及滤镜32的部分剖面图。
如图8所示，本实施例与图5B所示的实施例的差异之处，在于本实施例中的滤镜32系设置于透明硬质基板300远离胶体层302的一侧(亦即，图8中透明硬质基板300的上侧)，而透明硬质基板300位于滤镜32与软性基板304之间。因此，通过滤镜32之后被滤镜32吸收特定波段光的部分紫外光UV，在通过多层堆叠结构30的透明硬质基板300之后会被胶体层302的第一固化部302a吸收。相对地，未通过滤镜32的部分紫外光UV，在通过多层堆叠结构30的透明硬质基板300之后会被胶体层302的第二固化部302b吸收。借此，本发明的基板制造方法即可使胶体层302的第一固化部302a与第二固化部302b单位面积吸收到不同波段的紫外光照射能量，因此使得胶体层302的第一固化部302a与第二固化部302b引发不同程度的聚合反应，进而产生不同的粘着性。
由以上对于本发明的具体实施例的详述，可以明显地看出，本发明的基板制造方法主要是于透明硬质基板与软性基板之间仅使用单层且单一种类的胶体层进行粘合。并且，透明硬质基板与软性基板之间的胶体层在经过本发明的制作过程处理之后产生局部差异，进而可达到具有两种(以上)粘着性。由于本发明采用单层胶体层，因此可降低软性基板所产生的热弯曲的程度。并且，本发明于透明硬质基板与软性基板之间以单一种类的胶体层进行粘合，胶体涂布制作过程可更容易实现，并且所使用的粘合机台的机构可较简单。再者，本发明所提出的制作过程可精准地控制胶体层具有不同粘着性的粘合部位的位置，也可使胶体层达到复杂且多种粘着性的粘合图形。借此，在软性显示器的最后制造阶段时，亦即将透明硬质基板相对软性基板的剥离(de-bonding)制作过程阶段，制作过程稳定性与困难度皆可获得有效的改善。
虽然本发明已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。

Claims (15)

1.一种基板制造方法，包含下列步骤：
提供一透明硬质基板，其中该透明硬质基板包含相对的一第一表面及一第二表面；
涂布一胶体层至该透明硬质基板的该第一表面；
贴合一软性基板至该胶体层以形成一多层堆叠结构；
设置该多层堆叠结构于一反光板上方，其中该反光板具有一第一反射区及一第二反射区，并且该第一反射区的反射率大于该第二反射区的反射率；以及
对该多层堆叠结构照射紫外光，致使该胶体层对应于该第一反射区与该第二反射区分别固化为一第一固化部与一第二固化部，且该第一固化部与该软性基板之间的粘着性不同于该第二固化部与该软性基板之间的粘着性。
2.如请求项1所述的基板制造方法，其中该反光板设置于该软性基板远离该胶体层的一侧。
3.如请求项1所述的基板制造方法，其中该反光板设置于该透明硬质基板的该第二表面。
4.如请求项1所述的基板制造方法，其中该第二反射区环绕于该第一反射区的外围。
5.如请求项1所述的基板制造方法，其中该第二固化部与该软性基板之间的粘着性实质上大于该第一固化部与该软性基板之间的粘着性。
6.如请求项1所述的基板制造方法，其中该胶体层为一紫外光固化粘胶层。
7.如请求项1所述的基板制造方法，其中该胶体层为一非热塑性粘胶层。
8.一种基板制造方法，包含下列步骤：
提供一透明硬质基板；
涂布一胶体层至该透明硬质基板；
贴合一软性基板至该胶体层以形成一多层堆叠结构；
相对该多层堆叠结构间隔地设置一滤镜；以及
经由该滤镜对该多层堆叠结构照射紫外光，致使通过该滤镜的部分该紫外光将该胶体层固化为一第一固化部，并使未通过该滤镜的部分该紫外光将该胶体层固化为一第二固化部。
9.如请求项8所述的基板制造方法，其中该透明硬质基板位于该滤镜与该软性基板之间。
10.如请求项8所述的基板制造方法，其中该软性基板位于该滤镜与该透明硬质基板之间。
11.如请求项8所述的基板制造方法，其中该第二固化部与该软性基板之间的粘着性实质上大于该第一固化部与该软性基板之间的粘着性。
12.如请求项8所述的基板制造方法，其中该滤镜为一紫外光滤镜，用以吸收该紫外光的一特定波段光。
13.如请求项8所述的基板制造方法，其中该胶体层为一紫外光可固化粘胶层。
14.如请求项8所述的基板制造方法，其中该胶体层为一非热塑性粘胶层。
15.一种多层堆叠结构，设置于一反光板上方，其中该反光板具有一第一反射区及一第二反射区，并且该第一反射区的反射率大于该第二反射区的反射率，包含:
一透明硬质基板；
一胶体层，设置于该透明硬质基板上，并具有一第一区与围绕该第一区的一第二区；以及
一软性基板，设置于该胶体层上，
其中该胶体层系由一紫外光可固化粘胶层经照射紫外光固化所构成，该胶体层对应于该第一反射区与该第二反射区分别固化为该第一区与该第二区，且该软性基板与该第一区的该胶体层之间的粘着性小于该软性基板与该第二区的该胶体层之间的粘着性。
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