CN104409329A - 形成具有沟槽的透明基材的方法及形成元件基板的方法 - Google Patents
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Abstract
形成具有沟槽的透明基材的方法及形成元件基板的方法，该形成具有沟槽的透明基材的方法。首先，提供一透明基材，且透明基材上形成有一透明导电层。然后，利用一激光装置产生一激光，并将激光照射透明基材与透明导电层，以于透明基材与透明导电层相接触的一第一表面形成具有至少一上视图案的至少一沟槽，并移除沟槽正上方的透明导电层，其中激光的功率小于8瓦。该形成元件基板的方法，包括该形成具有沟槽的透明基材的方法，以及于该沟槽内填入一高分子材料层。
Description
技术领域
本发明涉及一种形成具有沟槽的透明基材的方法以及形成元件基板的方法，特别是一种使用激光加工的形成具有沟槽的透明基材的方法以及形成元件基板的方法。
背景技术
传统于透明基材的表面形成沟槽的方式是使用应用半导体科技的微影工艺与蚀刻工艺。于此传统方式中，基材表面会先涂布光阻，然后透过曝光与显影工艺将光阻图案化，使得所形成的光阻图案可暴露出部分透明基材，且暴露出的部分具有所欲形成沟槽的图案。接着，透过施以蚀刻液或通入蚀刻气体可对暴露出的透明基材蚀刻，进而形成所欲的沟槽。最后再将光阻图案移除。然而，使用传统微影与蚀刻工艺对透明基材蚀刻时容易产生非等向性蚀刻问题，例如：蚀刻液会对光阻图案下方的透明基材蚀刻，因而造成悬凸的问题，或者由于整片透明基材需通入蚀刻液或蚀刻气体，因此实际所欲形成沟槽的面积与蚀刻液/蚀刻气体所碰到整片基材的面积的比例过大，造成蚀刻液/蚀刻气体的浪费。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种形成具有沟槽的透明基材的方法以及形成元件基板的方法，以解决上述现有技术的问题。
为了实现上述目的，本发明提供了一种形成具有沟槽的透明基材的方法。首先，提供一透明基材，且透明基材上形成有一透明导电层。然后，利用一激光装置产生一激光，并将激光照射透明基材与透明导电层，以于透明基材与透明导电层相接触的一第一表面形成具有至少一上视图案的至少一沟槽，并移除沟槽正上方的透明导电层，其中激光的功率小于8瓦。
为了更好地实现上述目的，本发明还提供了一种形成元件基板的方法，包括：
提供一透明基材，且该透明基材上形成有一透明导电层；
利用一激光装置产生一激光，并将该激光照射该透明基材与该透明导电层，以于该透明基材与该透明导电层相接触的一第一表面形成具有至少一上视图案的至少一沟槽，并移除该沟槽正上方的该透明导电层，其中该激光的功率小于8瓦；以及
于该沟槽内填入一高分子材料层。
本发明的技术效果在于：
于本发明的方法中，由于透明基材上形成有透明导电层，因此激光可通过透明导电层的聚焦与吸收在低功率的情况下蚀刻透明基材，以有效地降低激光的功率，并蚀刻出一定深度的沟槽。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1至图4为本发明第一实施例的形成具有沟槽的透明基材的方法示意图；
图5为本发明第一实施例的沟槽的上视图案示意图；
图6为本发明第二实施例的形成具有沟槽的透明基材的方法示意图；
图7为本发明第三实施例的形成具有沟槽的透明基材的方法示意图；
图8为本发明第四实施例的形成元件基板的方法示意图；
图9为本发明第五实施例的形成元件基板的方法示意图；
图10为本发明第六实施例的形成元件基板的方法示意图。
其中，附图标记
102 透明基材 102a 第一表面
102b 第二表面 104、202 透明导电层
106 传送机台 108 激光装置
108a 激光 110 沟槽
110a 上视图案 112 支撑柱
114 滚轮 116 移动装置
118 控制装置 202a 第一部分
202b 第二部分 204 第一沟槽
206 第二沟槽 300、350、400 元件基板
302、352 高分子材料层 402 对向基板
具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：
请参考图1至图5，图1至图4为本发明第一实施例的形成具有沟槽的透明基材的方法示意图，且图5为本发明第一实施例的沟槽的上视图案示意图。如图1所示，首先，提供一透明基材102，且透明基材102上形成有一透明导电层104。于本实施例中，透明基材102具有彼此相对的一第一表面102a与一第二表面102b，且透明导电层104形成于透明基材102的第一表面102a上。透明基材102可包括玻璃、高分子材料、氮化硅、石英或蓝宝石等可使用激光加工的基材，其中高分子材料可包括压克力、树脂、光阻或聚乙酰胺(PI)，但不以此为限。透明导电层104可透过溅镀的方式形成于透明基材102的第一表面102a上，因此与透明基材102的第一表面102a相贴合。形成透明导电层104的材料可包括氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)或氧化铟镓锌(IGZO)。
如图2与图3所示，然后，将透明基材102设置于一传送机台106上。接着，进行激光加工，利用一激光装置108产生一激光108a，并将激光108a照射透明基材102与透明导电层104，以于透明基材102与透明导电层104相接触的第一表面102a形成具有至少一上视图案110a的至少一沟槽110，并移除沟槽110正上方的透明导电层104。于本实施例中，透明基材102可具有多个沟槽110，且各沟槽110具有一上视图案110a，但不以此为限。
进一步来说，传送机台106可包含有多个滚轮114以及多个支撑柱112，其中滚轮114用以传送透明基材102，且支撑柱112用以在透明基材102传送至预定位置时将透明基材102向上支撑，使得透明基材102离开滚轮114，且可被固定，以进一步进行激光加工的步骤。激光装置108设置于滚轮114与支撑柱112的上方，使支撑柱112在欲对透明基材102进行激光加工之前可先将透明基材102朝激光装置108移动，例如：移动至激光装置108的聚焦范围内。并且，激光装置108可被固定于一移动装置116上，且移动装置116可电性连接至一控制装置118，并透过控制装置118控制移动装置116的位置，进而控制激光装置108的位置。例如：控制装置118可包含有电脑程式，用以控制激光装置108的位置与移动速度，例如：200厘米/秒，使得所形成的上视图案110a与所需的图案相同。激光装置108可为光纤激光，例如：二极管激发掺镱激光(diode-pumped Yetterbium laser)，且激光装置108所产生的激光108a的波长为1064纳米至1075纳米，但不限于此。
于本实施例中，透明基材102未形成有透明导电层104的第二表面102b邻近传送机台106的滚轮114，使得设置有透明导电层104的第一表面102a邻近激光装置108。藉此，激光108a从激光装置108射出之后会先遇到透明导电层104，且可直接透过透明导电层104的聚焦而照射于透明基材102上并可透过透明导电层104的吸收，以蚀刻透明基材102以及其正上方的透明导电层104。相较于现有技术利用激光照射金属表面以汽化的方式来蚀刻相邻透明基材的方法，由于金属并无法聚焦光线，仅利用激光汽化金属来蚀刻透明基材，所以金属的厚度并无法提升或者是控制沟槽的蚀刻深度。但本实施例于激光装置108与透明基材102之间设置透明导电层104可聚焦激光108a，有效降低能量的损耗，且降低激光108a的蚀刻作业所需功率。此外，现有技术利用激光照射金属表面藉以汽化的方式来蚀刻相邻透明基材的方法，激光装置与金属必须分别置于透明基材的不同侧才能施行蚀刻作业，而本发明的激光装置108与透明导电层104位于透明基材102的同侧或是异侧皆可施行蚀刻作业。
值得一提的是，当激光108a的功率过小，例如小于8瓦，且直接照射于透明基材102上时，透明基材102并不会被激光108a所蚀刻，且无法形成沟槽110，因此需将激光108a的功率提高到可蚀刻透明基材102的大小。尽管激光108a提高到一定功率以上可蚀刻透明基材102，但会有一定的能量因穿过透明基材102而消耗，因此本实施例的方法通过透明导电层104的聚焦与吸收，激光108a可在低功率的情况下蚀刻透明基材102，进而可有效地降低激光108a的功率。于本实施例中，激光108a的功率可小于8瓦。较佳地，激光108a的功率可介于3瓦特与6瓦特之间，且在此功率范围内，可达到沟槽110的深度与透明导电层104的厚度的比例介于6比1与15比1之间。由此可知，本实施例的方法不仅可降低激光108a的功率，还可蚀刻出具有一定深度的沟槽110。
值得注意的是，由于透明导电层104的厚度越大，透明导电层104可吸收激光108a的能量越高，因此在蚀刻条件相同的情况下，所蚀刻出的沟槽110的深度可越深。举例来说，如表1所示，在激光108a的功率为3.88瓦，波长为1064纳米，聚焦点的大小约略为40±10％微米的条件下，透明导电层104的厚度为1350埃时所形成沟槽110的深度(1.019微米)大于透明导电层104的厚度为1200埃时所形成沟槽110的深度(0.975微米)。
表1
本发明剩余的透明导电层可视后续工艺需求再决定是否移除。于本实施例中，如图4所示，于形成沟槽110之后，可选择性移除剩余的透明导电层104。至此已完成本实施例的具有沟槽110的透明基材102。于其他实施例中，剩余的透明导电层可作为其他用途，例如：作为彩色滤光片基板的共通电极层，因此于形成沟槽之后可不需移除剩余的透明导电层。
值得注意的是，本实施例的沟槽110是透过激光加工的方式形成，因此并不会产生非等向性蚀刻问题以及浪费蚀刻液/蚀刻气体的问题。于本实施例的透明基材102中，由于透明基材102的各沟槽110具有上视图案110a，因此透明基材102可透过上视图案110a来标示其批号、通过上视图案110a来进行对位或透过上视图案110a来记录所需要的信息，但不限于此。举例来说，如图5所示，上视图案110a可分别为对位标记，例如：十字标记，批号，例如：字母或数字，与二维条码。于其他实施例中，沟槽的上视图案可包括对位标记、批号与二维条码的其中至少之一。
本发明的形成具有沟槽的透明基材的方法并不以上述实施例为限。下文将继续揭示本发明的其它实施例，但为了简化说明并突显各实施例之间的差异，下文中使用相同标号标注相同元件，并不再对重复部分作赘述。
请参考图6，图6为本发明第二实施例的形成具有沟槽的透明基材的方法示意图。如图6所示，相较于第一实施例，本实施例于将透明基材102设置于传送机台106上的步骤中将透明基材102形成有透明导电层104的第一表面102a邻近传送机台106的滚轮114设置，因此透明基材102的第二表面102b邻近激光装置108。藉此，在照射激光108a的步骤中，激光108a会先经过透明基材102的第二表面102b，然后照射至设置有透明导电层104的第一表面102a。于本实施例中，由于透明导电层104会吸收激光108a，且透明导电层104与透明基材102相接触，因此与吸收有激光108a的透明导电层104相接触的透明基材102会被蚀刻，进而于透明基材102的第一表面102a形成沟槽110。本实施例所提供的透明基材102以及于形成沟槽110之后的步骤与第一实施例相同，因此在此不多赘述。
请参考图7，图7为本发明第三实施例的形成具有沟槽的透明基材的方法示意图。如图7所示，相较于第一实施例，本实施例形成于透明基材102上的透明导电层202具有一第一部分202a与一第二部分202b，且第一部分202a的厚度大于第二部分202b的厚度。本实施例于形成至少一沟槽的步骤可包括利用激光照射第一部分202a与第二部分202b，以于对应第一部分202a的第一表面102a形成至少一第一沟槽204，以及于第二部分202b的第一表面102a形成至少一第二沟槽206。由于第一部分202a的厚度大于第二部分202b的厚度，因此第一沟槽204的深度大于第二沟槽206的深度。第一沟槽204的上视图案可相同或不同于第二沟槽206的上视图案，并依实际需求来决定。本实施例将透明基材102设置于传送机台106上的步骤可与第一实施例或第二实施例相同，且移除剩余的透明导电层202的步骤与第一实施例相同，因此在此不多赘述。于其他实施例中，剩余的透明导电层亦可作为其他用途，例如：作为彩色滤光片基板的共通电极层，因此于形成沟槽之后可不需移除剩余的透明导电层。
本发明的透明基材可进一步用于形成元件基板。请参考图8，图8为本发明第四实施例的形成元件基板的方法示意图。如图8所示，相较于第一实施例，本实施例形成元件基板300的方法是于移除剩余透明导电层104之后，于沟槽110内填入高分子材料层302。于本实施例中，高分子材料层302可包括间隙物或彩色滤光层。当高分子材料层302为间隙物或彩色滤光层装饰材料时，元件基板300可为彩色滤光片基板或薄膜电晶体基板，但本发明并不以此为限。此时，沟槽110的各上视图案可与各像素的开口相同。于其他实施例中，高分子材料层302亦可为装饰材料，且元件基板为装饰基板，因此当与显示面板结合时，装饰基板与显示面板之间的间距可被缩减，甚至彼此相贴合，进而降低结合后的面板的厚度。
请参考图9，图9为本发明第五实施例的形成元件基板的方法示意图。如图9所示，相较于上述第四实施例，本实施例形成元件基板350的方法于形成沟槽110之后并未移除剩余的透明导电层104，且于形成沟槽110之后，于沟槽110内填入高分子材料层352。
请参考图10，图10为本发明第六实施例的形成元件基板的方法示意图。如图10所示，相较于上述第四实施例，本实施利形成元件基板400的方法还包括于填入高分子材料层302之后，通过上视图案110a进行对位，以将透明基材102与一对向基板402接合。也就是说，本实施例的方法进一步将第四实施例的元件基板300与对向基板402接合。值得一提的是，由于高分子材料层302填入沟槽110内，因此当透明基材102的第一表面102a与对向基板402接合时，可有效缩减透明基材102与相接合的对向基板402之间的间距。较佳地，当高分子材料层302并未延伸至沟槽110外时，透明基材102的第一表面102a甚至可与对向基板402相贴合。举例来说，当彩色滤光片填入沟槽110内时，具有彩色滤光片的透明基材102可为彩色滤光片基板，且当与薄膜电晶体基板相接合时，两者之间的间距可被缩小，进而可降低显示面板的厚度。于其他实施例中，形成元件基板的方法亦可将未移除剩余的透明导电层的第五实施例的元件基板与对向基板贴合。
综上所述，本发明的方法中，由于透明基材上形成有透明导电层，因此激光可通过透明导电层的聚焦与吸收在低功率的情况下蚀刻透明基材，以有效地降低激光的功率，并蚀刻出一定深度的沟槽。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (13)
1.一种形成具有沟槽的透明基材的方法，其特征在于，包括：
提供一透明基材，且该透明基材上形成有一透明导电层；以及
利用一激光装置产生一激光，并将该激光照射该透明基材与该透明导电层，以于该透明基材与该透明导电层相接触的一第一表面形成具有至少一上视图案的至少一沟槽，并移除该沟槽正上方的该透明导电层，其中该激光的功率小于8瓦。
2.如权利要求1所述的形成具有沟槽的透明基材的方法，其特征在于，还包括于形成该至少一沟槽的步骤之后，移除剩余的该透明导电层。
3.如权利要求1所述的形成具有沟槽的透明基材的方法，其特征在于，该激光的功率介于3瓦特与6瓦特之间，且该沟槽的深度与该透明导电层的厚度的比例介于6比1与15比1之间。
4.如权利要求1所述的形成具有沟槽的透明基材的方法，其特征在于，还包含于利用该激光照射该透明基材与该透明导电层的步骤之前，将该透明基材设置于一传送机台上，其中该透明基材具有相对于该第一表面的一第二表面，该第二表面邻近该传送机台，且该第一表面邻近该激光装置。
5.如权利要求1所述的形成具有沟槽的透明基材的方法，其特征在于，该透明基材具有相对于该第一表面的一第二表面，该第二表面邻近该激光装置，且该激光先经过该第二表面，然后射至该第一表面。
6.如权利要求1所述的形成具有沟槽的透明基材的方法，其特征在于，该上视图案为一二维条码、一文字、一符号、一图形或一对位标记。
7.如权利要求1所述的形成具有沟槽的透明基材的方法，其特征在于，该透明导电层具有一第一部分与一第二部分，且该第一部分的厚度大于该第二部分的厚度，其中形成该至少一沟槽的步骤包括利用该激光照射该第一部分与该第二部分，以于对应该第一部分的该第一表面形成一第一沟槽，以及于对应该第二部分的该第一表面形成一第二沟槽，且该第一沟槽的深度大于该第二沟槽的深度。
8.如权利要求1所述的形成具有沟槽的透明基材的方法，其特征在于，该透明基材包括玻璃、高分子材料、氮化硅、石英或蓝宝石。
9.如权利要求1所述的形成具有沟槽的透明基材的方法，其特征在于，该激光的波长为1064纳米至1075纳米。
10.一种形成元件基板的方法，其特征在于，包括：
提供一透明基材，且该透明基材上形成有一透明导电层；
利用一激光装置产生一激光，并将该激光照射该透明基材与该透明导电层，以于该透明基材与该透明导电层相接触的一第一表面形成具有至少一上视图案的至少一沟槽，并移除该沟槽正上方的该透明导电层，其中该激光的功率小于8瓦；以及
于该沟槽内填入一高分子材料层。
11.如权利要求10所述的形成元件基板的方法，其特征在于，还包括于形成该至少一沟槽的步骤与填入该高分子材料层的步骤之间，移除剩余的该透明导电层。
12.如权利要求10所述的形成元件基板的方法，其特征在于，该高分子材料层包括一间隙物或一彩色滤光层。
13.如权利要求10所述的形成元件基板的方法，其特征在于，还包含于填入该高分子材料层的步骤之后，通过该上视图案进行对位，以将该透明基材与一对向基板接合。
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