CN103420615A - 平坦化玻璃基板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是有关于一种平坦化玻璃基板及其制备方法，包含：提供一玻璃基材，并覆盖一蚀刻保护层在其表面，之后，切割成多个具有至少一切割面的玻璃单元，并使用一含有氢氟酸的蚀刻液作用于所述玻璃基板以进行平坦化处理；此外，本发明可避免玻璃基板切割后的抗折强度下降，并应用于图案化玻璃的模块制备。
Description
技术领域
本发明是关于一种平坦化玻璃基板及其制备方法，尤指一种适用于玻璃模块制备的平坦化玻璃基板及其制备方法。
背景技术
随着科技的不断进步，各个种类的显示器推陈出新，应用于电视、计算机屏幕、智能型手机屏幕、电子书及其他电子产品等，对于产品薄型化及轻量化的要求也越来越高，尤其是触控显示器的应用，无不以薄型化来满足用户使用上及视觉上的享受，而目前市面上显示器所采用的玻璃基板，其在追求玻璃基板薄型化的同时，也随之需要面临维持玻璃基板抗折强度的课题。
中国台湾公告专利第I276614号是揭露一种玻璃基板减薄工艺，是先进行粗抛处理，用以消除玻璃基板表面的缺陷；再利用含氢氟酸的浸蚀剂浸蚀初抛光后的玻璃基板，用以除去玻璃基板预定的厚度；最后，将浸蚀后的玻璃基板进行再抛光，用以消除浸蚀后玻璃基板表面产生的缺陷。
然而，上述的处理程序虽有效处理玻璃基板的缺陷，但是处理过中过于耗费时间，且无法大量生产；此外，现今平面显示器多为触控式面板，在已知的前述方法中，由于玻璃基板的侵蚀过程会同时破坏玻璃基板的切割面及显示面，故无法对于大尺寸玻璃基板表面先一次完成配置线路及图形化，而必需先将大尺寸玻璃基板进行切割及侵蚀处理，之后，再对已切割的小尺寸玻璃基板进行配置线路，如此，将造成玻璃基板需耗费更多步骤与时间进行配置线路。
因此，目前急需发展出一种相对简易的平坦化玻璃基板及其制备方法，其除了可以大幅缩短平坦化玻璃基板的处理时间及步骤，更可以改善玻璃基板切割后的表面平坦度，并避免玻璃基板切割后的抗折强度下降的问题。
发明内容
本发明的主要目的是在提供一种平坦化玻璃基板，其能避免玻璃基材切割后的抗折强度下降，并应用于图案化玻璃的模块工艺。
为达成上述目的，本发明是一种平坦化玻璃基板，包括：一玻璃单元，具有至少一切割面，而切割面可形成多个“切割缺陷”(当切割物与切割工件两者存在较大的硬度差时，就会在切割表面上产上无数个缺陷，即切割缺陷。)及其缺陷所形成的“缺陷夹角”(经由切割工件所产生的缺陷，实际上肉眼无法看清的坑坑洞洞，节皆具有一夹角，即缺陷夹角)，且在每一缺陷尖端与其对应的切割面的距离为一缺陷深度；其中，该切割面是经过一含有氢氟酸蚀刻液作用后，使得每一缺陷深度的平均值至少可减少一半。
在切割过程中，玻璃单元的切割面上所形成的缺陷是向玻璃内部延伸为无数个微裂痕，并造成玻璃单元的结构破坏，使得玻璃单元的抗折强度下降；因此，可通过含有氢氟酸的蚀刻液与玻璃单元作用，以减少切割面的缺陷深度，并且有效钝化缺陷尖端的形状，进而减少应力集中的情况，以避免玻璃单元的抗折强度下降。
在本发明的平坦化玻璃基板中，每一缺陷尖端具有一缺陷夹角，经由含有氢氟酸的蚀刻液作用后，可使缺陷夹角的平均值增加，因而增加每一缺陷尖端的钝化程度及减少抗折强度下降的程度。
在本发明的平坦化玻璃基板中，玻璃单元可包括一第一表面及一相对于第一表面的第二表面，且至少一切割面是连接于第一表面及第二表面。
在本发明的平坦化玻璃基板中，玻璃单元更可包括一形成于第一表面的导电层，导电层是与第一表面的环缘保持一间距，且导电层可包括有一铟锡氧化物(ITO)薄膜及一设在铟锡氧化物薄膜表面的电极，使玻璃单元可通过导电层传导信号。
在本发明的平坦化玻璃基板中，玻璃单元更可包含一类金刚石层，其是覆盖第一表面及导电层的表面以保护玻璃基材及导电层。
在本发明的平坦化玻璃基板中，玻璃基材的厚度可介于0.1毫米至5.0毫米之间，较佳为介于0.2毫米至2.5毫米，更佳为介于0.3毫米至1.5毫米更最佳为介于0.5毫米至1毫米之间；此外，玻璃基板可应用于平板计算机、触控面板，或电子产品装置等。
在本发明的平坦化玻璃基板中，使用的抗折强度介于400MPa至500MPa的一般玻璃基材；此外，玻璃基材可进一步掺杂铁、钠、钾、氧化钠或其组合等成份，使玻璃基板具有更佳的抗折强度。
本发明亦提供一种平坦化玻璃基板的制备方法，包含以下步骤：(a)提供一玻璃基材，其是包括有一第一表面及一相对于该第一表面的第二表面，玻璃基材的第一表面具有多个分割线以及多个导电层，所述分割线是区隔出多个玻璃单元，且每一导电层是形成于单一玻璃单元的第一表面且与第一表面的环缘保持一间距；(b)形成一第一蚀刻保护层，其是覆盖玻璃基材的第一表面及每一导电层，并且形成一第二蚀刻保护层是覆盖玻璃基材的第二表面；(c)沿着所述分割线切隔玻璃基材，以分割出所述玻璃单元，致使所述玻璃单元形成至少一连接第一表面及第二表面的切割面，而每一切割面具有多个缺陷夹角，且在每一缺陷尖端与其对应的切割面形成一缺陷深度；(d)使玻璃单元与一含有氢氟酸的蚀刻液接触，直至所述玻璃单元的切割面与蚀刻液作用，使得每一缺陷深度的平均值至少减少一半；以及(e)移除所述玻璃单元的第一蚀刻保护层及第二蚀刻保护层；因此，本发明的平坦化玻璃基板的制备方法可应用已完成大面积镀膜、布线的玻璃基材进行切割与蚀刻处理，并可以避免切割后玻璃单元的抗折强度下降及避免损伤玻璃基材的表面。
于本发明的平坦化玻璃基板的制备方法中，导电层可包括有一铟锡氧化物薄膜及一设在铟锡氧化物薄膜表面的电极，使玻璃单元可通过导电层传导信号。
于本发明的平坦化玻璃基板的制备方法中，于步骤(a)玻璃基材还包含一类金刚石层，其是覆盖于第一表面及所述导电层的表面以保护玻璃基材及导电层。
于本发明的平坦化玻璃基板的制备方法中，于步骤(a)玻璃基材的厚度可介于0.1毫米至5.0毫米，较佳为介于0.2毫米至2.5毫米，更佳为介于0.3毫米至1.5毫米，最佳为0.5毫米至1毫米。
于本发明的平坦化玻璃基板的制备方法中，于步骤(a)玻璃基材的抗折强度可介于400MPa至500MPa；此外，玻璃基板可进一步含有一掺杂物，其至少一选自由铁、钠、钾、氧化钠或其组合所组成的群组，使玻璃基板具有更佳的抗折强度。
于本发明的平坦化玻璃基板的制备方法中，于步骤(b)第一蚀刻保护层及第二蚀刻保护层分别可为一胶膜，其可为至少一选自由：聚对苯二甲酸乙二酯树脂(PET)、聚乙烯树脂(PE)、聚氯乙烯树脂(PVC)或酚醛树脂或其它具有抗化学腐蚀性的树脂所组成的群组，且本发明并不局限于此。
于本发明的平坦化玻璃基板的制备方法中，于步骤(c)每一缺陷尖端具有一缺陷夹角，经由含有氢氟酸的蚀刻液作用后，可使缺陷夹角的平均值增加，因而增加每一缺陷尖端的钝化程度及减少抗折强度下降的程度。
于本发明的平坦化玻璃基板的制备方法中，于步骤(c)切割后玻璃单元的抗折强度介于150MPa至200MPa，而于步骤(d)蚀刻处理的玻璃单元的抗折强度可回复至原始(切割前)的抗折强度。
于本发明的平坦化玻璃基板的制备方法中，于步骤(d)蚀刻液的温度控制于15℃至30℃，且蚀刻液中含有3至70重量百分比的氢氟酸；此外，前述的蚀刻液可需要而选用各种无机酸或盐类，其包括至少一选自由氢氟酸、硫酸、盐酸、硝酸或其混合所组成的群组。
于本发明的平坦化玻璃基板的制备方法中，所述玻璃单元可浸泡于一设有蚀刻液的处理槽，且处理槽的底部可设有一气泡产生装置，因此，气泡产生装置所形成的气泡可带走蚀刻液侵蚀切割面后所产生的作用物，并加速侵蚀效率及缩短本方法的处理时间；另外，蚀刻液也可以用喷洒方式作用于玻璃单元，使得蚀刻液具有一加速度冲击些玻璃单元的切割面，以加速侵蚀效率及缩短处理时间。然而，而本发明并不局限于此。
附图说明
为使审查员能对本发明的目的、结构及其功效，做更进一步的认识与了解，以下结合实施例并配合附图详细说明如后，其中：
图1是本发明较佳实施例的未切割玻璃基材示意图。
图2A至2E是本发明较佳实施例的平坦化玻璃基板流程图。
图3A及3B是本发明一较佳实施例的未蚀刻处理及已蚀刻处理的切割面示意图。
图4是本发明一较佳实施例的平坦化玻璃基板的切割面示意图。
图5是本发明是一较佳实施例的缺陷深度平均值与抗折强度的关系图。
具体实施方式
以下是通过特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟习此技术的人士可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明亦可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，在不悖离本发明的精神下进行各种修饰与变更。
本发明的实施例中所述附图均为简化的示意图。惟所述图标仅显示与本发明有关的元件，其所显示的元件非为实际实施时的示例，其实际实施时的元件数目、形状等比例为一选择性的设计，且其元件布局型态可能更复杂。
本发明提供一种平坦化玻璃基板的制备方法，首先，请参阅图1，是本发明较佳实施例的未切割玻璃基材示意图。由图1所示，一玻璃基材1，其是包括有一第一表面1a及一相对于第一表面1a的第二表面1b；而玻璃基材1的第一表面1a具有多个分割线L以及多个导电层11，所述分割线L是区隔出多个玻璃单元10，其中，导电层11与该第一表面1a的环缘保持一间距D。
在本实施例中，玻璃基材1的厚度为0.55毫米，且其掺杂含有钾元素以强化抗折强度至500MPa，其中，抗折强度可经由一般测试机台量测，在本实施例是利用三点抗弯方式量测玻璃基材的抗折强度。
接着，请参阅图2A至2E，是本发明较佳实施例的平坦化玻璃基板流程图。首先，图2A是为图1中A-A’截面，由图2A所示，每一玻璃单元10中设有一导电层11，其中，导电层11是设置于玻璃基材1的第一表面1a，且导电层11含有一铟锡氧化物薄膜111及一设在铟锡氧化物薄膜表面的电极112，使玻璃单元10可通过导电层11传导信号。
接着，由图2B所示，一类金刚石层12是覆盖于玻璃基材1的第一表面1a及导电层11的上，使类金刚石层12可保护玻璃基材1及导电层11；之后，如图2C所示，将第一蚀刻保护层13贴覆于玻璃基材1的第一表面1a，第二蚀刻保护层14贴覆于玻璃基材1的第二表面1b；在本实施例中，第一蚀刻保护层13及第二蚀刻保护层14是由聚对苯二甲酸乙二酯树脂(PET)所组成。
之后，由图2D所示，且一并参阅图2C，沿着玻璃基材1的分割线L(如图1及图2C所示的虚线)进行切割形成多个玻璃单元10；之后，将切割后的玻璃单元10进行蚀刻处理，以减少切割面的缺陷深度，并且有效钝化缺陷尖端的形状，进而减少应力集中的情况，以避免玻璃单元的抗折强度下降。
最后，由图2E所示，移除第一表面1a的第一蚀刻保护层13及第二表面1b的第二蚀刻保护层14，以形成一平坦化玻璃基板。
请参阅图3A及一并参阅图2D，是本发明一较佳实施例的未蚀刻处理的切割面示意图。由图3A所示，经切割后每一玻璃单元10的第一表面1a及第二表面1b之间是形成一切割面1c，其中，在切割面1c表面会形成多个切割缺陷1d，及由缺陷1d所形成的缺陷夹角θ，另外，在每一缺陷1d尖端与其对应的切割面1c间具有一缺陷深度h，而每一缺陷1d尖端具有微裂纹往玻璃单元10深处延伸，此时，玻璃单元10的抗折强度由500MPa下降至150MPa。
请继续参阅图3B及一并参阅图2D，是本发明一较佳实施例的已蚀刻处理的切割面示意图。在此，对玻璃单元10的切割面1c进行蚀刻处理以减少切割面1c的缺陷深度h，使得每一缺陷深度h的平均值至少可减少一半，其中，在本实施例中，切割后每一缺陷深度h的平均值为100微米，而经过蚀刻处理后的每一缺陷深度h的平均值可减少为40微米至50微米之间；此外，蚀刻处理后的缺陷夹角θ的平均值可同时大幅增加，其中，每一缺陷夹角θ的平均值为30度至60度之间，而经过蚀刻处理后的每一缺陷夹角θ的平均值可增加为60度至150度之间；因此经过本发明的蚀刻处理后，可使缺陷深度h的平均值减少及缺陷夹角θ的平均值增加，进而增加每一缺陷尖端的钝化程度及减少抗折强度下降的程度；在本实施例中，切割后的玻璃单元10经过蚀刻处理，其抗折强度将可由切割后的150MPa回复至玻璃基材切割前的抗折强度(约450MPa至500MPa)。
此外，在前述内容中，蚀刻液中含有50重量百分比的氢氟酸，将玻璃单元10浸泡于蚀刻液中，并于25℃下持续2.5分钟，使得玻璃单元10的切割面1c与蚀刻液作用反应，此外，蚀刻液对玻璃单元10的蚀刻速率为0.015毫米/分钟。
图4所示，是本发明一较佳实施例的平坦化玻璃基板的切割面示意图。图4为切割后的玻璃单元10，其包括：玻璃基材1、导电层11及类金刚石层12；在蚀刻液处理后，使得玻璃单元10的缺陷深度h的平均值减少(如图3A及3B显示)，并且每一缺陷1d的缺陷夹角θ增大，也就是每一缺陷夹角θ变钝，最后，再移除第一表面1a的第一蚀刻保护层13及第二表面1b的第二蚀刻保护层14(如图2D及图2E所示)，以形成一平坦化玻璃基板；此外，在蚀刻液的蚀刻过程中，玻璃单元10的环缘同时也会不断地被侵蚀，然而，如图1及图2C所示，导电层11是设置于玻璃单元10的第一表面1a，且导电层11与第一表面1a的环缘保持一间距D，其间距长度可设计大于蚀刻深度，进而避免导电层11于蚀刻过程中被侵蚀破坏。
请参阅图5，是本发明是一较佳实施例的缺陷深度的平均值与抗折强度的关系图。在由图5中，玻璃单元切割后，切割面会形成一缺陷深度，此时玻璃基板的抗折强度150MPa；之后，将玻璃单元浸泡于蚀刻液中，将使平均缺陷深度的平均值(在此称为h’)随着浸泡时间而逐渐减少，而抗折强度将随着平均缺陷深度的平均值h’减少而逐渐增加，最后，当缺陷深度的平均值h’减少至一半深度时，玻璃单元的抗折强度将会几乎回复到切割前的抗折强度(约500MPa)；在此实施例中，经由蚀刻液处理后的玻璃单元，可以改善玻璃基材于切割面所形成的缺陷深度及缺陷夹角问题，并能避免玻璃单元的抗折强度下降。
上述实施例仅是为了方便说明而举例而已，本发明所主张的权利范围自应以权利要求范围所述为准，而非仅限于上述实施例。
Claims (23)
1.一种平坦化玻璃基板，包括：
一玻璃单元，具有至少一切割面，而该至少一切割面可形成多个切割缺陷及其缺陷所形成的缺陷夹角，且每一缺陷尖端与其对应的该切割面的距离为一缺陷深度；
其中，该切割面经过一含有氢氟酸的蚀刻液作用后，使得每一缺陷深度的平均值至少减少一半。
2.如权利要求1所述的平坦化玻璃基板，该玻璃单元包括一第一表面以及一相对于该第一表面的第二表面，且该至少一切割面连接于该第一表面及该第二表面。
3.如权利要求2所述的平坦化玻璃基板，该玻璃单元还包括一形成于该第一表面的导电层，该导电层与该第一表面的环缘保持一间距。
4.如权利要求3所述的平坦化玻璃基板，其中，该导电层包括有一铟锡氧化物薄膜及一设在该铟锡氧化物薄膜表面的电极。
5.如权利要求3所述的平坦化玻璃基板，还包含一类金刚石层，其覆盖该第一表面及该导电层的表面。
6.如权利要求1所述的平坦化玻璃基板，其中，该玻璃基材的厚度介于0.1毫米至5.0毫米之间。
7.如权利要求1所述的平坦化玻璃基板，其中，该玻璃基板含有一掺杂物，其至少一选自由铁、钠、钾、氧化钠或其组合所组成的群组。
8.如权利要求7所述的平坦化玻璃基板，该玻璃基板的抗折强度介于400MPa至500MPa。
9.一种平坦化玻璃基板的制备方法，包含以下步骤：
(a)提供一玻璃基材，其包括有一第一表面及一相对于该第一表面的第二表面，该玻璃基材的该第一表面具有多个分割线以及多个导电层，所述分割线区隔出多个玻璃单元，且每一导电层形成于单一玻璃单元的该第一表面且与该第一表面的环缘保持一间距；
(b)形成一第一蚀刻保护层，其覆盖该玻璃基材的该第一表面及每一导电层，并且形成一第二蚀刻保护层覆盖该玻璃基材的该第二表面；
(c)沿着所述分割线切隔该玻璃基材，以分割出所述玻璃单元，致使所述玻璃单元形成至少一连接该第一表面及该第二表面的切割面，而每一切割面具有多个缺陷夹角，且在每一缺陷尖端与其对应的该切割面形成一缺陷深度；
(d)使所述玻璃单元与一含有氢氟酸的蚀刻液接触，直至所述玻璃单元的该至少一切割面与该蚀刻液作用，使得每一缺陷深度平均值至少减少一半；以及
(e)移除所述玻璃单元的该第一蚀刻保护层及该第二蚀刻保护层。
10.如权利要求9所述的平坦化玻璃基板的制备方法，其中，该导电层包括有一铟锡氧化物薄膜及一设在该铟锡氧化物薄膜表面的电极。
11.如权利要求9所述的平坦化玻璃基板的制备方法，其中，于步骤(a)的该玻璃基材还包含一类金刚石层，其覆盖于该第一表面及所述导电层的表面。
12.如权利要求9所述的平坦化玻璃基板的制备方法，其中，步骤(a)的该玻璃基材的厚度介于0.1毫米至5.0毫米之间。
13.如权利要求9所述的平坦化玻璃基板的制备方法，其中，步骤(a)的该玻璃基材的抗折强度介于400MPa至500MPa。
14.如权利要求13所述的平坦化玻璃基板的制备方法，其中，步骤(a)的该玻璃基材含有一掺杂物，其至少一选自由铁、钠、钾、氧化钠或其组合所组成的群组。
15.如权利要求9所述的平坦化玻璃基板的制备方法，其中，步骤(b)的该第一蚀刻保护层及该第二保护蚀刻层分别为一胶膜。
16.如权利要求15项所述的平坦化玻璃基板的制备方法，其中，步骤(b)的该胶膜为至少一选自由聚对苯二甲酸乙二酯树脂、聚乙烯树脂、聚氯乙烯树脂或酚醛树脂所组成的群组。
17.如权利要求9所述的平坦化玻璃基板的制备方法，其中，于步骤(c)中切割后所得的所述玻璃单元的抗折强度介于150MPa至200MPa。
18.如权利要求9所述的平坦化玻璃基板的制备方法，其中，该蚀刻液温度控制于15℃至30℃。
19.如权利要求10所述的平坦化玻璃基板的制备方法，其中，该蚀刻液中含有3至70重量百分比的氢氟酸。
20.如权利要求9所述的平坦化玻璃基板的制备方法，其中，该蚀刻液选用各种无机酸或盐类，其包括至少一选自由氢氟酸、硫酸、盐酸、硝酸或其混合所组成的群组。
21.如权利要求9所述的平坦化玻璃基板的制备方法，其中，所述玻璃单元浸泡于一设有该蚀刻液的处理槽。
22.如权利要求21所述的平坦化玻璃基板的制备方法，其中，该处理槽的底部设有一气泡产生装置。
23.如权利要求10所述的平坦化玻璃基板的制备方法，其中，该蚀刻液以喷洒方式作用于所述玻璃单元。
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