CN113437019A - 基板切割方法及装置 - Google Patents

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CN113437019A CN202110614202.5A CN202110614202A CN113437019A CN 113437019 A CN113437019 A CN 113437019A CN 202110614202 A CN202110614202 A CN 202110614202A CN 113437019 A CN113437019 A CN 113437019A
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Abstract

本发明提供一种基板切割方法及装置，所述基板包括一刚性板材及在所述刚性板材上的一柔性聚酰亚胺层板，所述基板切割方法包括：配置激光沿预定形迹切割所述柔性聚酰亚胺层板，使所述柔性聚酰亚胺层板沿所述预定形迹被分离；及配置刀具沿所述预定形迹切割所述刚性板材，使所述刚性板材沿所述预定形迹被分离。从而，在所述柔性聚酰亚胺层板中沿所述预定形迹形成截面熔融粘结构造，有效解决现有技术以刀轮切割聚酰亚胺材层导致水汽渗入层间界面所衍生的问题。

Description

基板切割方法及装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，具体涉及一种采用激光切割聚酰亚胺的基板切割方法及装置。
背景技术
柔性屏具有轻薄、可柔、抗摔及可折叠等优点，逐渐成为研发生产的重要产品。
在柔性屏的相关制程中，制造柔性基板除需考量聚酰亚胺(PI)涂布难度、膜层黏附力、可靠性以及应力等情况。应被注意的是，柔性基板包括多层PI构造，现有技术利用刀轮切割所述多层PI构造，使得所述多层PI构造中的不同层间受到不同程度的拉扯，导致层间界面渗入水汽，容易发生PI基板分层现象，导致降低产品良率。以往虽有一些基板切割技术，但仍有待改善。
因此，提供一种解决方案，以解决现有技术所存在的问题。
发明内容
本发明提供一种基板切割方法及装置，用于解决现有基板切割技术存在多层PI构造渗入水汽所衍生的问题。
为解决上述问题，本发明的一第一方面提供一种基板切割方法，所述基板包括一刚性板材及在所述刚性板材上的一柔性聚酰亚胺层板，所述基板切割方法包括：配置激光沿预定形迹切割所述柔性聚酰亚胺层板，使所述柔性聚酰亚胺层板沿所述预定形迹被分离；及配置刀具沿所述预定形迹切割所述刚性板材，使所述刚性板材沿所述预定形迹被分离。
根据本发明的一实施例，所述柔性聚酰亚胺层板包括相互堆叠的多个聚酰亚胺层及多个硅材层，所述激光被配置沿所述预定形迹切割所述聚酰亚胺层及所述硅材层。
根据本发明的一实施例，所述柔性聚酰亚胺层板包括依序堆叠的一第一聚酰亚胺层、一氧化硅层、一非晶硅层及一第二聚酰亚胺层，所述激光被配置成沿所述预定形迹依序切割所述第二聚酰亚胺层、所述非晶硅层、所述氧化硅层及所述第一聚酰亚胺层。
根据本发明的一实施例，所述激光被配置成使得所述柔性聚酰亚胺层板沿所述预定形迹形成截面熔融粘结构造。
根据本发明的一实施例，所述截面熔融粘结构造从所述柔性聚酰亚胺层板的一第一聚酰亚胺面延伸到所述柔性聚酰亚胺层板的一第二聚酰亚胺面，所述第一聚酰亚胺面远离所述刚性板材，所述第二聚酰亚胺面朝向所述刚性板材。
根据本发明的一实施例，所述激光被配置成朝向所述柔性聚酰亚胺层板远离所述刚性板材的一聚酰亚胺面发射。
根据本发明的一实施例，所述激光与所述柔性聚酰亚胺层板的相对移动速度范围被配置为50±5毫米/秒。
根据本发明的一实施例，所述激光的功率范围被配置为50±20瓦。
根据本发明的一实施例，在配置一激光沿一预定形迹切割所述柔性聚酰亚胺层板，使所述柔性聚酰亚胺层板沿所述预定形迹被分离后，还包括：在被所述预定形迹包围的所述柔性聚酰亚胺层板上制造至少一发光单元。
为解决上述问题，本发明的一第二方面提供一种基板切割装置，包括：一平台，用于放置一基板，所述基板包括一刚性板材及在所述刚性板材上的一柔性聚酰亚胺层板；一第一切割模块；一第二切割模块；及一电控单元，设置在所述平台，所述电控单元电连接所述第一切割模块及所述第二切割模块，所述电控单元被配置为驱使所述第一切割模块、所述第二切割模块与所述平台相对移动，控制所述第一切割模块生成激光沿预定形迹切割所述柔性聚酰亚胺层板，及控制所述第二切割模块驱动刀具沿所述预定形迹切割所述刚性板材。
本发明的基板切割方法及装置，通过配置所述激光沿所述预定形迹切割所述柔性聚酰亚胺层板；及配置所述刀具沿所述预定形迹切割所述刚性板材。从而，所述激光在切割所述柔性聚酰亚胺层板的过程中，除可避免拉扯所述柔性聚酰亚胺层板中的不同材料层，更可沿所述预定形迹形成截面熔融粘结构造，使所述柔性聚酰亚胺层板中的不同层间界面具备阻隔外界的构造。相较于其他基板分层改良技术，本发明的基板切割方法及装置无需改变基板构造及制程环境，即可有效阻绝水汽进入多层柔性聚酰亚胺层板，可直接适用于现有柔性基板(譬如柔性显示屏基板等)的制程作业；相较于其他切割技术，譬如刀切聚酰亚胺等技术，本发明的基板切割方法及装置采用激光切割多层聚酰亚胺构造，可有效避免多层聚酰亚胺构造中的不同层间受到不同程度的拉扯，还可有效避免层间界面渗入水汽，确实可以有效解决衍生基板分层现象及降低产品良率等问题，提升产业技术水平。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例的基板切割方法的流程示意图；
图2为本发明实施例的基板中的柔性聚酰亚胺层板经激光切割后形成截面熔融粘结构造的剖面示意图；
图3为本发明实施例在沿预定形迹进行激光切割过程的平面示意图；
图4为本发明实施例在制造发光单元过程的平面示意图；
图5为本发明实施例在沿预定形迹进行刀具切割过程的平面示意图；及
图6为本发明实施例的基板切割装置的示意框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本文的描述中，应被理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本文的描述中，应被理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本文中提供许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开内容，下文中对特定示例的部件和设置进行描述。当然，它们仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同示例中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本文提供的各种特定的工艺和材料的示例，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
本发明实施例提供一种基板切割方法及装置。以下分别进行详细说明。
在一方面，本发明实施例提供一种基板切割方法，所述基板切割方法除可适用于本文所述基板，也可适用于其它的柔性基板。
如图1至图3所示，图1为本发明实施例的基板切割方法的流程示意图，包括：步骤S1及步骤S2。
如图2所示，本文所述的一基板B可以是任何适用于作为柔性基板的成品或半成品，譬如可被用于制造具有发光单元的柔性基板，所述柔性基板还可被加工形成一柔性显示装置(譬如柔性显示屏等)，但不以此为限。
举例来说，如图2所示，一基板B包括一刚性板材M1及在所述刚性板材M1上的一柔性聚酰亚胺(polyimide，PI)层板M2，所述刚性板材M1可为能够用于制作上述发光单元或显示装置的基板材料，譬如玻璃等；所述柔性聚酰亚胺层板M2包括一含聚酰亚胺的层状构造，譬如所述柔性聚酰亚胺层板具有柔性的多层PI构造，但不以此为限。
如图1至图3所示，步骤S1、可配置一激光A沿一预定形迹L1切割所述柔性聚酰亚胺层板M2，使所述柔性聚酰亚胺层板M2沿所述预定形迹L1被分离。
应被理解的是，如图2所示，在此僅示意地绘出所述激光A的来源方向示例，所述激光A可被适当配置以到达所述柔性聚酰亚胺层板中的诸多材料层，用以进行激光切割作业。
举例来说，如图2及图3所示，在一实施例中，所述柔性聚酰亚胺层板M2包括相互堆叠的多个聚酰亚胺层(譬如聚酰亚胺层M21、聚酰亚胺层M24)及多个硅材层(譬如氧化硅层M22、非晶硅层M23)，所述激光A(如图2及图3所示)被配置沿所述预定形迹L1切割所述聚酰亚胺层及所述硅材层。
可选地，如图2所示，在一些实施例中，所述柔性聚酰亚胺层板M2的柔性聚酰亚胺层板包括一第一聚酰亚胺层M21、一氧化硅层M22、一非晶硅层M23及一第二聚酰亚胺层M24，譬如所述第一聚酰亚胺层M21及所述第二聚酰亚胺层M24的材料可为黄色聚酰亚胺(YPI)，所述氧化硅层M22的材料可为SiOx，所述非晶硅层M23可为a-si，所述第一聚酰亚胺层M21、氧化硅层M22、非晶硅层M23及第二聚酰亚胺层M24依序堆叠在所述刚性板材M1上，使得所述柔性聚酰亚胺层板可被当成双YPI结构的柔性基板。从而，所述柔性基板还可被配置为柔性发光基板，诸如柔性显示屏基板等。
示例地，如图2及图3所示，在所述柔性聚酰亚胺层板M2沿所述预定形迹L1被切割后，所述柔性聚酰亚胺层板M2中沿所述预定形迹L1的两侧分别形成截面熔融粘结构造B1，所述截面熔融粘结构造B1可从所述柔性聚酰亚胺层板M2的一第一聚酰亚胺面M2U(远离所述刚性板材M1，如图2所示的第二聚酰亚胺层M24的上表面)延伸到所述柔性聚酰亚胺层板M2的一第二聚酰亚胺面M2D(朝向所述刚性板材M1，如图2所示的第一聚酰亚胺层M21的下表面)。从而，可以避免拉扯所述柔性聚酰亚胺层板中的各材料层，还可使得所述柔性聚酰亚胺层板中的各材料层之间的界面被适当粘合，以避免水汽进入所述柔性聚酰亚胺层板中的各材料层之间的界面。
示例地，如图2及图3所示，在所述激光切割过程中，所述激光A切割时供应的能量需能改变所述柔性聚酰亚胺层板M2的局部构造，使得所述柔性聚酰亚胺层板M2逐渐沿所述预定形迹L1被切割，意即，所述柔性聚酰亚胺层板M2中的上述材料层都在所述预定形迹L1处被切开而分离。
可选地，如图2所示，所述激光A被配置成朝向所述柔性聚酰亚胺层板M2的第一聚酰亚胺面M2U(远离所述刚性板材M1，如图2所示的第二聚酰亚胺层M24的上表面)发射，譬如，所述激光A可垂直射向所述柔性聚酰亚胺层板M2的第一聚酰亚胺面M2U，使得所述激光A集中能量沿所述预定形迹L1切割所述柔性聚酰亚胺层板，但不以此为限，所述激光A的发射方向也可以是在所述柔性聚酰亚胺层板M2的第一聚酰亚胺面M2U的法线方向(未绘示)为中心的一特定角度范围(譬如低于30度，诸如5度、10度、15度、20度、25度等)内，用以微调切割效果。
可选地，在一实施例中，如图2及图3所示，为了在使用合理能源的情况下完成激光切割过程，所述激光A可被配置为所述激光A的功率范围譬如为50±20瓦，所述激光A与所述柔性聚酰亚胺层板M2的相对移动速度范围可被配置譬如为50±5毫米/秒，所述激光的波长可被配置譬如为355纳米，但不以此为限，所述激光A的诸多特征还可依据实际应用被调整，使得所述柔性聚酰亚胺层板M2可被确实切开，所述柔性聚酰亚胺层板M2中生成所述截面熔融粘结构造B1，以便在所述柔性聚酰亚胺层板M2的一第一区域E1中沿所述预定形迹L1切割出一第二区域E2，在所述第二区域E2内的柔性聚酰亚胺层板M2与在所述第二区域E2外的柔性聚酰亚胺层板M2相互分离。从而，可以使用所述第二区域作为制造电子元件(譬如诸多半导体元件)的一预定区域，譬如后续可用于制作固态发光元件，但不以此为限，也可用于制作诸多半导体元件。
可选地，在一实施例中，如图3所示，所述预定形迹L1的形状可以是被配置成投影到所述柔性聚酰亚胺层板M2上的方框状，但不以此为限，也可以是不规则框状，在此例中，所述预定形迹L1的形状为矩形框状。从而，可以依据不同基板形状需求设定所述预定形迹，以利适用于各式电子产品，譬如显示屏或其衍生产品。
此外，可选地，如图1所示，在一实施例中，在进行所述步骤S1后，所述基板切割方法还可包括一步骤S1A，用以制造发光元件。所述步骤S1A可以在步骤S2前进行，但不以此为限，如果实际制程需要的话，所述步骤S1A也可以在步骤S2后进行。在此仅以步骤S1A在步骤S2前为例进行说明，但不以此为限。
如图1、图2及图4所示，所述步骤S1A，在被所述预定形迹L1包围的所述柔性聚酰亚胺层板M2上制造至少一发光单元D。
举例来说，如图1、图2及图4所示，在步骤S1A中，可在被所述预定形迹L1包围的所述柔性聚酰亚胺层板M2(如在所述第二区域E2中的部分)上制造至少一发光单元D，所述发光单元D可以譬如是发光二极管(LED)、有机发光二极管(OLED)或微型LED(Micro-led)等，但不以此为限。所述发光单元D的数量可以是一个或多个，所述发光单元D可被配置成不同颜色的发光单元，譬如发出诸多特定光谱范围的光，诸如在红、绿、蓝或白光，但不以此为限。
可选地，在一实施例中，如图4所示，以多个发光单元D为例，在所述第二区域E2中，所述多个发光单元D可被排列成一发光阵列，譬如形成诸多红色发光单元r、绿色发光单元g、蓝色发光单元b，以排列形成诸多像素，用以制作一显示屏。
此外，如图1及图5所示，步骤S2、可配置一刀具(如图6所示的C)沿所述预定形迹L1切割所述刚性板材M1，使所述刚性板材M1沿所述预定形迹Ll被分离。
如图1及图5所示，在步骤S2中，可以使用所述刀具沿所述预定形迹L1切割所述刚性板材M1，譬如采用轮式刀具沿所述预定形迹L1对质地较硬的刚性板材M1进行切割。譬如，如图2所示，所述刀具可朝向所述刚性板材M1的一第一刚材表面M1U(朝向所述柔性聚酰亚胺层板M2)进行切割作业，以便降低切割时间及成本，但不以此为限，所述刀具也可依实际需求而选择朝向所述刚性板材M1的一第二刚材表面M1D(远离所述柔性聚酰亚胺层板M2)进行切割作业，所述刚性板材M1也可以使用其它方式(譬如激光)进行切割，使得在所述第一区域E1中的刚性板材M1与在所述第二区域E2中的刚性板材M1完全分离，以利取得具备至少一发光单元D的柔性显示屏半成品P(如图5所示)。
可选地，后续，还可进行其它后段制程，譬如剥离及封装等制程，例如可将所述刚性板材与所述柔性聚酰亚胺层板之间的界面分离，使得所述柔性聚酰亚胺层板的柔性聚酰亚胺层板具备至少一发光单元。
另一方面，本发明实施例提供一种基板切割装置，可以应用于执行上述实施例的基板切割方法。
举例来说，图6为本发明实施例的基板切割装置的示意框图。如图6所示，所述基板切割装置V譬如包括一平台V1、一第一切割模块V2、一第二切割模块V3及一电控单元V4。所述平台V1可以是固定式或移动式平台，譬如以马达搭配传动机构组成的电动平台，所述平台V1用于放置一基板B，所述基板B包括一刚性板材M1及在所述刚性板材M1上的一柔性聚酰亚胺层板M2；所述第一切割模块V2可以是具备激光切割功能的机器，譬如电子激光切割机等；所述第二切割模块V3可以是具备轮刀切割功能的机器，譬如电动轮刀切割机等；所述电控单元V4可以是具备数据处理及可编程化功能的控制器，譬如微处理器或数字信号处理器等，用以自动控制所述第一切割模块V2及所述第二切割模块V3进行不同切割作业。
示例地，如图6所示，所述电控单元V4可被设置在所述平台V1，所述电控单元V4电连接所述第一切割模块V2及所述第二切割模块V3，所述电控单元V4可被配置为驱使所述第一切割模块V2、所述第二切割模块V3与所述平台V1相对移动，譬如所述第一切割模块V2、所述第二切割模块V3可依实际使用情况被配置成结合一电动机械手臂或一电控可动部件等，使所述第一切割模块V2、所述第二切割模块V3可相对于所述平台V1移动，但不以此为限。
示例地，如图6所示，所述电控单元V4还可控制所述第一切割模块V2生成一激光A沿一预定形迹(如图3的L1)切割所述柔性聚酰亚胺层板M2，及控制所述第二切割模块V3驱动一刀具C(如轮状刀具等)沿所述预定形迹(如图3的L1)切割所述刚性板材M1。相关实施方式请参阅上述基板切割方法实施例，不再赘述于此。
本发明上述实施例的基板切割方法及装置，通过配置所述激光沿所述预定形迹切割所述柔性聚酰亚胺层板；及配置所述刀具沿所述预定形迹切割所述刚性板材。
从而，所述激光在切割所述柔性聚酰亚胺层板的过程中，除可避免拉扯所述柔性聚酰亚胺层板中的不同材料层，譬如非晶硅与聚酰亚胺之间的界面没被破坏，更可沿所述预定形迹形成截面熔融粘结构造，使所述柔性聚酰亚胺层板中的不同层间界面具备阻隔外界构造，可有效避免水汽进入多层柔性聚酰亚胺层板中的不同层间界面，避免衍生基板分层现象，可以提高产品良率。
相较于其他基板分层改良技术，譬如提高层间附着力及制程环境参数调控等技术，本发明上述实施例的基板切割方法及装置无需改变基板构造及制程环境，即可有效阻绝水汽进入多层柔性聚酰亚胺层板，可直接适用于现有柔性基板(譬如柔性显示屏基板等)的制程作业。
相较于其他切割技术，譬如刀切聚酰亚胺等技术，本发明上述实施例的基板切割方法及装置采用激光切割多层聚酰亚胺构造，可有效避免多层聚酰亚胺构造中的不同层间受到不同程度的拉扯，还可有效避免层间界面渗入水汽，确实可以有效解决衍生基板分层现象及降低产品良率等问题，提升产业技术水平。
以上对本发明实施例进行详细介绍，本文中应用具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的技术方案及其核心思想；本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例的技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种基板切割方法，其特征在于，所述基板包括一刚性板材及在所述刚性板材上的一柔性聚酰亚胺层板，所述基板切割方法包括：
配置激光沿预定形迹切割所述柔性聚酰亚胺层板，使所述柔性聚酰亚胺层板沿所述预定形迹被分离；及
配置刀具沿所述预定形迹切割所述刚性板材，使所述刚性板材沿所述预定形迹被分离。
2.根据权利要求1所述的基板切割方法，其特征在于，所述柔性聚酰亚胺层板包括相互堆叠的多个聚酰亚胺层及多个硅材层，所述激光被配置沿所述预定形迹切割所述聚酰亚胺层及所述硅材层。
3.根据权利要求2所述的基板切割方法，其特征在于，所述柔性聚酰亚胺层板包括依序堆叠的一第一聚酰亚胺层、一氧化硅层、一非晶硅层及一第二聚酰亚胺层，所述激光被配置成沿所述预定形迹依序切割所述第二聚酰亚胺层、所述非晶硅层、所述氧化硅层及所述第一聚酰亚胺层。
4.根据权利要求1所述的基板切割方法，其特征在于，所述激光被配置成使得所述柔性聚酰亚胺层板沿所述预定形迹形成截面熔融粘结构造。
5.根据权利要求4所述的基板切割方法，其特征在于，所述截面熔融粘结构造从所述柔性聚酰亚胺层板的一第一聚酰亚胺面延伸到所述柔性聚酰亚胺层板的一第二聚酰亚胺面，所述第一聚酰亚胺面远离所述刚性板材，所述第二聚酰亚胺面朝向所述刚性板材。
6.根据权利要求1所述的基板切割方法，其特征在于，所述激光被配置成朝向所述柔性聚酰亚胺层板远离所述刚性板材的一聚酰亚胺面发射。
7.根据权利要求1所述的基板切割方法，其特征在于，所述激光与所述柔性聚酰亚胺层板的相对移动速度范围被配置为50±5毫米/秒。
8.根据权利要求1所述的基板切割方法，其特征在于，所述激光的功率范围被配置为50±20瓦。
9.根据权利要求1所述的基板切割方法，其特征在于，在配置激光沿预定形迹切割所述柔性聚酰亚胺层板，使所述柔性聚酰亚胺层板沿所述预定形迹被分离后，还包括：
在被所述预定形迹包围的所述柔性聚酰亚胺层板上制造至少一发光单元。
10.一种基板切割装置，其特征在于，包括：
一平台，用于放置一基板，所述基板包括一刚性板材及在所述刚性板材上的一柔性聚酰亚胺层板；
一第一切割模块；
一第二切割模块；及
一电控单元，设置在所述平台，所述电控单元电连接所述第一切割模块及所述第二切割模块，所述电控单元被配置为驱使所述第一切割模块、所述第二切割模块与所述平台相对移动，控制所述第一切割模块生成激光沿预定形迹切割所述柔性聚酰亚胺层板，及控制所述第二切割模块驱动刀具沿所述预定形迹切割所述刚性板材。
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