CN104445901A - 基板上形成切割道保护及其面板结构之切割方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基板上形成切割道保护之方法，其是针对现行面板制程中对高强度基板因切割或钻孔等所遭遇之困难点作一突破，其改良点包括利用蒸镀、溅镀、喷涂或印刷等任一方式将高强度基板上的切割道进行保护，之后可在后续面板之相关制程前或后将其一并移除。由于移除后的切割道不再具有强化层，故可轻易进行切割、甚或外型之加工。再者，本发明更提出直接在切割后利用树酯型磨轮完成外型加工，而后进行化学蚀刻强化。经过此两种技术，本发明不仅兼具产能大及基板强度提升之效果，更同时解决现有技术之诸多缺失。

Description

基板上形成切割道保护及其面板结构之切割方法

技术领域

本发明涉及一种高强度基板之切割技术，特别是一种基板上形成切割道保护及其面板结构之切割方法。

背景技术

由于近年来智慧型手机(smart phone)与平板电脑(tablet)的兴起，引发触控面板技术成为众家厂商下一个竞逐的战场。就现有的外挂式电容触控面板而言，考量其面板厚度与成本方面皆具有一定的限制，因此，仅利用双层结构可望进一步压低成本的内嵌式触控面板以及单片式玻璃触控面板(Oneglass solution，OGS)，遂成为众所瞩目的焦点。

一般而言，单片式玻璃触控面板(OGS)的制程系如图1所示，其系主要是先将玻璃母片经过化学强化后，方进入触控面板相关制程。之后，再切割为小片，经研磨后运用边缘强化技术，维持玻璃强度。此种制程之主要优势系为可有效运用高精度黄光制程，以达到窄边框设计需求及高效率的生产。

再者，图2所示，其系为在保护玻璃上制作单层电容式触控面板(Touch-on-Lens，TOL)之生产流程。在此TOL流程中，则是将母片先切割为小片的保护玻璃之后才进行化学强化，而后再进入触控面板之相关制程，其优势为强度零损失，支援多色与曲面2.5D的保护玻璃。

然而，目前业界在OGS的制程上仍遭遇有诸多困难点，包括强度和加工成本。由于普通双片式电容触控萤幕，其镜片(lens)和感测单元(sensor)是分开设置的，而其中镜片通常会先经过切割、钻孔、打磨、然后再做强化，这些工艺流程已经非常成熟。然而，OGS制程则是将镜片(lens)和感测单元(sensor)集成在一起，通常是先强化、然后镀膜、蚀刻、最后再行切割。因此，问题即发生在于强化玻璃上进行切割，是一件非常困难且棘手的过程，不仅成本过于庞大、良率偏低，并且也容易在玻璃边缘造成一些毛细、裂痕、甚至形成裂缝，这些裂缝将严重的降低玻璃的强度，使得OGS制程下的玻璃基板强度会远小于正常强化状态时的强度值。

为了解决现有技术存有的众多缺失，本发明人有感上述缺失之可改善，且依据多年来从事此方面之相关经验，悉心观察且研究之，并配合学理之运用，而提出一种设计新颖且有效改善上述缺失之本发明，其系揭露一种基板上形成切割道保护及利用此种方法后续进行面板结构之切割方法，其具体之架构及实施方式将详述于下。

发明内容

为解决现有技术存在的问题，本发明之一目的系在于提供一种基板上形成切割道保护之方法，其系针对现行玻璃面板制程中对高强度基板因切割或钻孔等所造成的困难点作一制程上的改良，此改良包括利用蒸镀、溅镀、喷涂或印刷等任一方式将切割道进行保护，此保护之材料应为可耐硝酸钾之物质。除此之外，此保护切割道线路之制程可在后续制作面板结构之制程前或制程后将其移除，移除后的基板因不具备强化层，故可轻易地进行切割。

本发明之又一目的系在于提供一种基板上形成切割道保护之方法，此方法不仅可针对目前高强度玻璃基板之切割问题作一改善之外，更可同步解决目前玻璃基板在强化后因切割问题而导致强化深度被局限之问题，同时在化学强度的提升状态下，亦可同步提升落球测试的强度。

本发明之再一目的系在于提供一种基板上形成切割道保护之方法，其中针对切割后之基板边缘所造成之裂痕现象的改善，本发明更提供在切割研磨成型后，可直接使用树酯型磨轮完成玻璃外型加工后再进行化学蚀刻强化，藉此进行基板边缘之微修整与强度加强，经实验证实，利用此种方法可兼具产能大及强度提升之效果。

所以，本发明系揭露一种基板上形成切割道保护之方法，其步骤包括：a.提供一透明基板；以及b.在该透明基板上形成一图案化之保护材料层，其中，该图案化之保护材料层系覆盖于该透明基板之至少一切割道上。

根据本发明之实施例，其中，此图案化之保护材料层系可以蒸镀、溅镀、喷涂或印刷其中之至少一方式形成于该透明基板之切割道上。保护材料层之样式约可呈现犹如一十字状覆盖于所述之切割道上，其材质例如为金属、合金或塑胶等可抗硝酸钾之物质。

再者，根据本发明所揭露预先形成切割道保护之方法，更可配合后续触控面板之相关制程，以完成并切割面板结构，其步骤还包括有：

c.提供一透明导电膜，其系覆盖于该透明基板上，且未与该图案化之保护材料层形成重叠；

d.依序进行一微影制程与一蚀刻制程，以图案化所述的透明导电膜，并显露出该透明基板上之切割道；以及

e.在该切割道上进行切割制程，以完成切割面板结构。

基于本发明所揭露之切割道保护的制程可在现有制程前或制程后将其移除，且移除后的区域符合切割道不具备强化层，故可在该切割道上轻易进行切割，维持基板之强度与降低原有的制作成本。

除此之外，本发明更进一步揭露利用一树酯型磨轮针对切割后之透明基板进行外型加工以及边缘强度补强之流程，藉此完成对该透明基板之边缘进行适当之微修整，以解决现有技术在基板边缘多具有毛细、裂痕、甚至形成裂缝等问题的发生。

底下经过具体实施例配合所附的图式详加说明，当更容易了解本发明之目的、技术内容、特点及其所达成之功效。

附图说明

图1为本发明单片式玻璃触控面板生产流程之示意图；

图2为本发明在保护玻璃上制作单层电容式触控面板之生产流程示意图；

图3为根据本发明实施例基板上形成切割道保护之方法的步骤流程图；

图4A与图4B为根据图3之各步骤所对应的结构示意图；

图5为根据本发明实施例图案化之保护材料层系利用蒸镀或溅镀方式形成时之步骤流程图；

图6A至图6F为本发明对应图5之各步骤所对应的结构示意图；

图7为根据本发明实施例利用基板上预先形成切割道保护以完成面板结构之切割方法的步骤流程图；

图8A至图8H为本发明对应图7之各步骤所对应的结构示意图；

图9为根据图7所示之微影制程与蚀刻制程之详细步骤流程图；

图10为本发明常见钻石磨轮加工后进行化学蚀刻强化之效果示意图；

图11为常见树酯型磨轮加工后进行物理抛光强化之效果示意图。

图12A至图12D为根据本发明实施例利用树酯型磨轮直接进行外型加工以及强化玻璃边缘之示意图；

图13A至图13H为本发明根据本发明实施例树酯成型之依序流程示意图；

图14为根据本发明实施例直接利用树酯磨轮成型后进行化学蚀刻强化之结果数据图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以上有关于本发明的内容说明，与以下的实施方式系用以示范与解释本发明的精神与原理，并且提供本发明的专利申请范围更进一步的解释。有关本发明的特征、实作与功效，配合图式作较佳实施例详细说明如下。

为了解决现行高强度基板制程中，因基板强度过高造成不易切割或钻孔等问题，本发明系针对此缺失提出一制程上之改良，此改良系为一种基板上形成切割道保护之方法，其步骤流程图请参图3所示，包括步骤S301与S303。为理解本发明所述之技术内容，请一并参阅图4A及图4B所示，其系为分别对应步骤S301与S303之示意图，兹详细说明如下。

首先，如图4A所示，本发明系提供一透明基板400，在此实施例中，本发明系以玻璃基板(Gorilla)作为一实施态样之说明，然并不以此为限。之后，如图4B所示，再利用蒸镀、溅镀、喷涂或印刷其中之至少一方式形成一图案化之保护材料层410于该透明基板400上，并且此图案化之保护材料层410系覆盖于基板之至少一切割道420上。如图4B所示，此图案化之保护材料层410例如可呈现犹如十字状的样式覆盖于切割道420上。保护材料层410之材质必须为可耐硝酸钾之物质，如金属(铝)、铝合金、或是其他塑胶材等。其中，当此图案化之保护材料层410系利用喷涂或印刷方式制作时，其系可直接形成于玻璃基板上。惟当此图案化之保护材料层410系利用蒸镀或溅镀等方式制作时，则必须经过适当的微影及蚀刻制程方可完成。以下，本发明将针对图案化之保护材料层410系利用蒸镀或溅镀方式形成时，进行进一步之说明。

请一并参阅图5与图6A～6F所示，其中图5系为图案化之保护材料层410系利用蒸镀或溅镀方式形成时之步骤流程图，第6A～6F图系为对应图5所述结构之剖面示意图。在此实施例中，如步骤S501所示，本发明首先覆盖一保护材料层410于透明基板400上(参图6A)。之后，依序进行微影与蚀刻制程，以期最后留下如图4B所示之图案化的形状。其中，所述之微影制程系包括步骤S503～S507所述，先将一罩幕层430置放于该保护材料层410之上(参图6B)，根据本发明之实施例，此罩幕层430例如可为一光阻(photoresist)；之后，再利用一切割线光罩(mask)440对该罩幕层430进行曝光(参图6C)；然后，利用显影液(developer)450对曝光后之该罩幕层430进行显影，以将罩幕层430图案化(参图6D)。

在此微影制程结束后，接续进行蚀刻制程，该蚀刻制程系包括接下来的步骤S509～S511：利用蚀刻液460(例如：酸蚀刻)以蚀刻掉未被罩幕层430遮蔽住的保护材料层410(参图6E)，最后再利用去光阻液470将罩幕层430去除，以留下图案化之保护材料层410(参图6F)。由此观之，图案化之保护材料层410的样式系会对应于切割线光罩440之图案，换言之，本发明当不以保护材料层410之样式为十字形状为限。在实际之制程中，为因应不同产品之需求，设计者应可自行决定所需使用之切割线光罩440之图样，并使得图案化后之保护材料层410据以呈现不同之样式，惟在切割前预先于基板之切割道上形成保护材料层410之技术，皆应隶属于本发明之发明范畴。

综上所述，本发明所提出之改良系为利用蒸镀、溅镀、喷涂或印刷等任一方式将切割道进行保护，其保护之材料为可耐硝酸钾之物质，如铝、铝合金或是各种金属或塑胶材等，可在完成后再进行玻璃面板之线路或是各项其他制程，由于保护切割道线路可在现行制程前或制程后将其移除，移除后之玻璃区域因不具有强化层，即可轻易进行外型之加工，此改良除可将目前因强化玻璃切割问题作一改善外，亦可同步解决玻璃面板强化后目前因切割问题导致玻璃面板限制强化深度在38um以下之问题进行解决，同时在化学强度可提升状态下，亦可同步地提升落球测试之强度。

接着，以下将针对后续切割后之玻璃边缘所造成细微裂痕之问题再提出一改良。请参阅图7所示，其系为根据本发明一实施例利用基板上预先形成切割道保护以完成切割面板结构之方法，其步骤流程图。如图7所示，此种切割方法系包含有步骤S701、S703、S705、S707、以及S709。为便于理解本实施例所述之技术内容，请一并参阅图8A至图8H所示，其系为分别对应该些步骤之示意图，兹详细说明如下。

其中，步骤S701与步骤S703所述之流程(包括：提供透明基板；以及形成图案化之保护材料层)系同于本发明前述预先在基板上形成切割道保护之方法(参第3～4A、4B图所揭露之流程)，故在此不再赘述，其目的系为了先形成如图8A所示覆盖于切割道420上之保护材料层410。之后，经过适当之预沉积清洗(pre-deposition clean，PDC)，在步骤S705再提供一透明导电膜800覆盖于该透明基板400上，且该透明导电膜800并未与该图案化之保护材料层410形成重迭(参图8B)。根据本发明之实施例，此透明导电膜800之材质例如可为氧化铟锡(Indium tin oxide，ITO)，透过蒸镀或溅镀方式形成于透明基板400上，以作为面板后续制程之电极使用。之后，再经过适当的预涂布清洗(pre-coating clean，PCC)，在步骤S707中依序进行微影与蚀刻制程，藉此图案化该透明导电膜800，并显露出基板上之切割道420，作为后续切割之依据。

其中，所述之微影制程与蚀刻制程，其详细步骤系如图9之流程所示。首先，在步骤S901中提供一罩幕层810于透明导电膜800上(参图8C)，此罩幕层810例如可为一光阻(photoresist)。之后，在步骤S903中利用一遮光罩820对该罩幕层810进行曝光(参图8D)；再于步骤S905中对曝光后之罩幕层810进行显影(参图8E)，藉此图案化罩幕层810。前述皆为微影制程之步骤流程，在完成之后，接续进行如步骤S907至S909所示之蚀刻制程，在此蚀刻流程中，如步骤S907所示，本发明系先蚀刻并图案化透明导电膜800(参图8F)，之后，再如步骤S909所示，利用去光阻液将剩余之罩幕层810与保护材料层410同时去除。因此，如图8G所示，在蚀刻流程完毕后，透明基板400上之切割道420即可完全地被显露出来。最后，请同时参阅图8H及图7中的步骤S709所示，本发明即可在这些显露出来的切割道420上进行切割制程，例如使用切割刀700于切割道420上进行切割，以完成切割面板结构。

值得说明的是，高强度基板在切割后常会有边缘产生细微裂痕或毛边现象等问题发生，针对此问题，目前业界多采取CNC之钻石磨轮进行加工后，再以化学蚀刻强化进行玻璃边缘微修整之方式进行修补，其效果如图10所示，以四寸而言约B10在400～500Mpa左右，其缺点为强度提升度不高但可大量生产。或者，另一种常见之作法是在切割后研磨成型后，使用树酯型磨轮加工成型，再以物理抛光方式进行玻璃边缘之微修整，其效果如图11所示，以四寸而言约在600Mpa以上，其优点为强度提升度大，但产量仍偏低。为了改善这些问题，本发明遂提出一种新颖之作法，其流程系如第12A至12D图所示，首先，如图12A所示，在透明基板400完成初步切割后，其系将目前CNC加工之钻石磨轮改为树酯型磨轮，而如图12B所示，直接以该树酯型磨轮120完成玻璃外型加工，其树酯成型的流程请参图13A至13H所示，该树酯型磨轮120系依序对高强度基板400进行如图13A至13B所示之粗研磨约t1＝90～100μm、图13C至13D所示之细研磨约t2＝20～30μm、第13E至13F图所示之上半部研磨t3＝20～30μm、以及图13G至13H所示之下半部研磨t4＝550～600μm。之后，在外型加工完成后，再如图12C所示，贴附至少一抗酸膜200于基板周围。最后，如图12D所示，进行化学蚀刻强化，以针对切割后之面板边缘进行强度补强。

图14系为根据本发明实施例利用树酯磨轮成型后化学蚀刻强化之结果数据图，由此实验证实，本发明所揭露之方法确实可将目前四产品之强度拉升至600Mpa以上，与目前切割后再进行化学强化之4PB效果是相接近，不仅兼具产能大及强度提升之效果，此制程亦可大幅改善玻璃面板为人诟病之玻璃边缘强度不足之问题，以达最佳之制程条件。

所以，综上所陈，本发明系大幅改良常见高强度透明基板因切割或钻孔所遭遇到之种种缺失，其系经过预先在基板上形成图案化的保护材料层，使得该保护材料层覆盖于基板之切割道上，形成适当之切割道保护。之后，可再将基板投入后续的化学强化或是物理强化相关制程，进行强度的改变，待完成后在进行面板线路或是各项其他制程。由于本发明所揭露之切割道保护的制程可在现有制程前或制程后将其移除，基于移除后的区域符合切割道不具备强化层，故可在该切割道上轻易进行切割，甚或后续外型之加工。

另一方面而言，本发明更提出直接以树酯型磨轮取代常见之钻石磨轮，而完成玻璃外型的研磨及加工，之后可再透过抗酸膜及化学蚀刻之强化，针对切割后之基板边缘进行微修整及强度补强，藉此大幅改善常见玻璃面板最常有之边缘强度不足之问题。

由此观之，本发明系经过所述之两种技术，改良现有技术之诸多缺失，不仅针对高强度基板之切割问题作一改善，更进一步针对切割后基板边缘不足之部分作一补强。显见本发明之目的及功效系明显优于先前技术，且本发明所揭露之技术特征、方法手段与达成之功效系显著地不同于现行方案，实非为熟悉该项技术者能轻易完成者，故具备有专利要件。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (22)

1.一种基板上形成切割道保护之方法，其特征在于，所述基板上形成切割道保护之方法包括步骤：

提供一透明基板；以及

在所述透明基板上形成一图案化之保护材料层，

其中，所述图案化之保护材料层系覆盖于所述透明基板之至少一切割道上。

2.如权利要求1所述的基板上形成切割道保护之方法，其特征在于，其中所述图案化之保护材料层系可以蒸镀、溅镀、喷涂或印刷其中之至少一方式形成于所述透明基板之所述至少一切割道上。

3.如权利要求2所述的基板上形成切割道保护之方法，其特征在于，其中所述图案化之保护材料层系为蒸镀或溅镀方式形成时，形成所述图案化之保护材料层之步骤还包括：

覆盖所述保护材料层于所述透明基板上；以及

依序进行一微影制程与一蚀刻制程，以留下所述图案化之保护材料层，作为所述透明基板后续进行切割时之切割道保护。

4.如权利要求3所述的基板上形成切割道保护之方法，其特征在于，其中所述微影制程还包括：

提供一罩幕层于所述保护材料层上；

利用一切割线光罩对所述罩幕层进行曝光；以及

利用一显影液对曝光后之所述罩幕层进行显影。

5.如权利要求4所述的基板上形成切割道保护之方法，其特征在于，其中所述蚀刻制程还包括：

蚀刻所述保护材料层；以及

将位于所述保护材料层之上的所述罩幕层去除，以留下所述图案化之保护材料层。

6.如权利要求4所述的基板上形成切割道保护之方法，其特征在于，其中所述图案化之保护材料层的样式系对应于所述切割线光罩之图案。

7.如权利要求1所述的基板上形成切割道保护之方法，其特征在于，所述图案化之保护材料层系呈一十字状覆盖于所述透明基板上之所述至少一切割道上。

8.如权利要求1所述的基板上形成切割道保护之方法，其特征在于，所述保护材料层之材质系为可抗硝酸钾之物质。

9.如权利要求8所述的基板上形成切割道保护之方法，其特征在于，所述保护材料层之材质系可为金属、合金或塑胶。

10.如权利要求1所述的基板上形成切割道保护之方法，其特征在于，所述透明基板系为一玻璃基板。

11.一种利用基板上预先形成切割道保护以完成面板结构之切割方法，其特征在于，所述利用基板上预先形成切割道保护以完成面板结构之切割方法包括步骤：

提供一透明基板；

在所述透明基板上形成一图案化之保护材料层，其系覆盖于所述透明基板之至少一切割道上；

提供一透明导电膜，所述透明导电膜系覆盖于所述透明基板上，且未与所述图案化之保护材料层形成重叠；

依序进行一微影制程与一蚀刻制程，以图案化所述透明导电膜，并显露出所述透明基板之所述至少一切割道；以及

在所述至少一切割道上进行切割制程，以完成切割面板结构。

12.如权利要求11所述的切割方法，其特征在于，所述图案化之保护材料层系可以蒸镀、溅镀、喷涂或印刷其中之至少一方式形成于所述透明基板之所述至少一切割道上。

13.如权利要求12所述的切割方法，其特征在于，所述图案化之保护材料层系为蒸镀或溅镀方式形成时，形成所述图案化之保护材料层之步骤还包括：

覆盖所述保护材料层于所述透明基板上；以及

依序进行一微影制程与一蚀刻制程，以留下所述图案化之保护材料层，作为所述透明基板后续进行切割时之切割道保护。

14.如权利要求13所述的切割方法，其特征在于，所述微影制程还包括：

提供一罩幕层于所述保护材料层上；

利用一切割线光罩对所述罩幕层进行曝光；以及

利用一显影液对曝光后之所述罩幕层进行显影。

15.如权利要求14所述的切割方法，其特征在于，所述蚀刻制程还包括：

蚀刻所述保护材料层；以及

将位于所述保护材料层之上的所述罩幕层去除，以留下所述图案化之保护材料层。

16.如权利要求11所述的切割方法，其特征在于，所述图案化之保护材料层系呈一十字状覆盖于所述透明基板上之所述至少一切割道上。

17.如权利要求11所述的切割方法，其特征在于，所述保护材料层之材质系为可抗硝酸钾之物质。

18.如权利要求17所述的切割方法，其特征在于，所述保护材料层之材质系可为金属、合金或塑胶。

19.如权利要求11所述的切割方法，其特征在于，所述微影制程还包括：

提供一罩幕层于所述透明导电膜上

利用一遮光罩对所述罩幕层进行曝光；以及

对曝光后之所述罩幕层进行显影。

20.如权利要求19所述的切割方法，其特征在于，所述蚀刻制程还包括：

蚀刻所述透明导电膜，以图案化所述透明导电膜；并且

同时去除所述罩幕层以及所述保护材料层，以显露出所述透明基板之所述至少一切割道。

21.如权利要求11所述的切割方法，其特征在于，在所述切割制程后，还包括利用一树酯型磨轮针对所述透明基板进行外型加工，以对所述透明基板之边缘进行微修整。

22.如权利要求21所述的切割方法，其特征在于，在利用所述树酯型磨轮进行外型加工后，还包括：

于所述透明基板外贴附一抗酸膜；以及

进行化学蚀刻强化，以针对切割后之基板结构边缘进行强度补强。