TW201348167A - 平坦化玻璃基板及其製備方法 - Google Patents

Abstract

本發明係有關於一種平坦化玻璃基板及其製備方法，包含：提供一玻璃基材，並覆蓋一蝕刻保護層在其表面，之後，切割成複數具有至少一切割面之玻璃單元，並使用一含有氫氟酸之蝕刻液作用於該些玻璃基板以進行平坦化處理；此外，本發明可避免玻璃基板切割後之抗折強度下降，並應用於圖案化玻璃之模組製備。

Description

平坦化玻璃基板及其製備方法

本發明係關於一種平坦化玻璃基板及其製備方法，尤指一種適用於玻璃模組製備之平坦化玻璃基板及其製備方法。

隨著科技的不斷進步，各個種類的顯示器推陳出新，應用於電視、電腦螢幕、智慧型手機螢幕、電子書及其他電子產品等，對於產品薄型化及輕量化的要求也越來越高，尤其是觸控顯示器之應用，無不以薄型化來滿足使用者使用上及視覺上的享受，而目前市面上顯示器所採用的玻璃基板，其在追求玻璃基板薄型化的同時，也隨之需要面臨維持玻璃基板抗折強度之課題。

台灣公告專利第I276614號係揭露一種玻璃基板減薄製程，係先進行粗拋處理，用以消除玻璃基板表面之缺陷；再利用含氫氟酸之浸蝕劑浸蝕初拋光後之玻璃基板，用以除去玻璃基板預定之厚度；最後，將浸蝕後之玻璃基板進行再拋光，用以消除浸蝕後玻璃基板表面產生之缺陷。

然而，上述之處理程序雖有效處理玻璃基板之缺陷，但是處理過中過於耗費時間，且無法大量生產；此外，現今平面顯示器多為觸控式面板，在習知之前述方法中，由於玻璃基板之侵蝕過程會同時破壞玻璃基板之切割面及顯示面，故無法對於大尺寸玻璃基板表面先一次完成配置線 路及圖形化，而必需先將大尺寸玻璃基板進行切割及侵蝕處理，之後，再對已切割的小尺寸玻璃基板進行配置線路，如此，將造成玻璃基板需耗費更多步驟與時間進行配置線路。

因此，目前急需發展出一種相對簡易之平坦化玻璃基板及其製備方法，其除了可以大幅縮短平坦化玻璃基板之處理時間及步驟，更可以改善玻璃基板切割後之表面平坦度，並避免玻璃基板切割後之抗折強度下降之問題。

本發明之主要目的係在提供一種平坦化玻璃基板，俾能避免玻璃基材切割後之抗折強度下降，並應用於圖案化玻璃之模組製程。

為達成上述目的，本發明係一種平坦化玻璃基板，包括：一玻璃單元，具有至少一切割面，而切割面可形成複數個“切割缺陷”(當切割物與切割工件兩者存在較大的硬度差時，就會在切割表面上產上無數個缺陷，即切割缺陷。)及其缺陷所形成之“缺陷夾角”(經由切割工件所產生的缺陷，實際上肉眼無法看清的坑坑洞洞，節皆具有一夾角，即缺陷夾角)，且在每一缺陷尖端與其對應之切割面之距離為一缺陷深度；其中，該切割面係經過一含有氫氟酸蝕刻液作用後，使得每一缺陷深度之平均值至少可減少一半。

在切割過程中，玻璃單元之切割面上所形成之缺陷係向玻璃內部延伸為無數個微裂痕，並造成玻璃單元之結構破壞，使得玻璃單元之抗折強度下降；因此，可藉由含有氫氟酸之蝕刻液與玻璃單元作用，以減少切割面之缺陷深度，並且有效鈍化缺陷尖端之形狀，進而減少應力集中之情況，以避免玻璃單元之抗折強度下降。

在本發明之平坦化玻璃基板中，每一缺陷尖端具有一缺陷夾角，經由含有氫氟酸之蝕刻液作用後，可使缺陷夾角之平均值增加，因而增加每一缺陷尖端之鈍化程度及減少抗折強度下降之程度。

在本發明之平坦化玻璃基板中，玻璃單元可包括一第一表面及一相對於第一表面之第二表面，且至少一切割面係連接於第一表面及第二表面。

在本發明之平坦化玻璃基板中，玻璃單元更可包括一形成於第一表面之導電層，導電層係與第一表面之環緣保持一間距，且導電層可包括有一銦錫氧化物(ITO)薄膜及一設在銦錫氧化物薄膜表面之電極，使玻璃單元可透過導電層傳導訊號。

在本發明之平坦化玻璃基板中，玻璃單元更可包含一類鑽碳層，其係覆蓋第一表面及導電層之表面以保護玻璃基材及導電層。

在本發明之平坦化玻璃基板中，玻璃基材之厚度可介於0.1毫米至5.0毫米之間，較佳為介於0.2毫米至2.5毫米，更佳為介於0.3毫米至1.5毫米更最佳為介於0.5毫米至1毫 米之間；此外，玻璃基板可應用於平板電腦、觸控面板，或電子產品裝置等。

在本發明之平坦化玻璃基板中，使用之抗折強度介於400 MPa至500 MPa之一般玻璃基材；此外，玻璃基材可進一步摻雜鐵、鈉、鉀、氧化鈉或其組合等成份，使玻璃基板具有更佳之抗折強度。

本發明亦提供一種平坦化玻璃基板之製備方法，包含以下步驟：(a)提供一玻璃基材，其係包括有一第一表面及一相對於該第一表面之第二表面，玻璃基材之第一表面具有複數個分割線以及複數個導電層，該些分割線係區隔出複數個玻璃單元，且每一導電層係形成於單一玻璃單元之第一表面且與第一表面之環緣保持一間距；(b)形成一第一蝕刻保護層，其係覆蓋玻璃基材之第一表面及每一導電層，並且形成一第二蝕刻保護層係覆蓋玻璃基材之第二表面；(c)沿著該些分割線切隔玻璃基材，以分割出該些玻璃單元，致使該些玻璃單元形成至少一連接第一表面及第二表面之切割面，而每一切割面具有複數個缺陷夾角，且在每一缺陷尖端與其對應之切割面形成一缺陷深度；(d)使玻璃單元與一含有氫氟酸之蝕刻液接觸，直至該些玻璃單元之切割面與蝕刻液作用，使得每一缺陷深度之平均值至少減少一半；以及(e)移除該些玻璃單元之第一蝕刻保護層及第二蝕刻保護層；因此，本發明之平坦化玻璃基板之製備方法可應用已完成大面積鍍膜、佈線之玻璃基材進行切割 與蝕刻處理，並可以避免切割後玻璃單元的抗折強度下降及避免損傷玻璃基材之表面。

於本發明之平坦化玻璃基板之製備方法中，導電層可包括有一銦錫氧化物薄膜及一設在銦錫氧化物薄膜表面之電極，使玻璃單元可透過導電層傳導訊號。

於本發明之平坦化玻璃基板之製備方法中，於步驟(a)玻璃基材更包含一類鑽碳層，其係覆蓋於第一表面及該些導電層之表面以保護玻璃基材及導電層。

於本發明之平坦化玻璃基板之製備方法中，於步驟(a)玻璃基材之厚度可介於0.1毫米至5.0毫米，較佳為介於0.2毫米至2.5毫米，更佳為介於0.3毫米至1.5毫米，最佳為0.5毫米至1毫米。

於本發明之平坦化玻璃基板之製備方法中，於步驟(a)玻璃基材之抗折強度可介於400 MPa至500 MPa；此外，玻璃基板可進一步含有一摻雜物，其至少一選自由鐵、鈉、鉀、氧化鈉或其組合所組成之群組，使玻璃基板具有更佳之抗折強度。

於本發明之平坦化玻璃基板之製備方法中，於步驟(b)第一蝕刻保護層及第二蝕刻保護層分別可為一膠膜，其可為至少一選自由：聚對苯二甲酸乙二酯樹脂(PET)、聚乙烯樹脂(PE)、聚氯乙烯樹脂(PVC)或酚醛樹脂或其它具有抗化學腐蝕性之樹脂所組成之群組，且本發明並不侷限於此。

於本發明之平坦化玻璃基板之製備方法中，於步驟(c)每一缺陷尖端具有一缺陷夾角，經由含有氫氟酸之蝕刻液作用後，可使缺陷夾角之平均值增加，因而增加每一缺陷尖端之鈍化程度及減少抗折強度下降之程度。

於本發明之平坦化玻璃基板之製備方法中，於步驟(c)切割後玻璃單元之抗折強度介於150 MPa至200 MPa，而於步驟(d)蝕刻處理之玻璃單元之抗折強度可回復至原始(切割前)之抗折強度。

於本發明之平坦化玻璃基板之製備方法中，於步驟(d)蝕刻液之溫度控制於15℃至30℃，且蝕刻液中含有3至70重量百分比之氫氟酸；此外，前述之蝕刻液可需要而選用各種無機酸或鹽類，其包括至少一選自由氫氟酸、硫酸、鹽酸、硝酸或其混合所組成之群組。

於本發明之平坦化玻璃基板之製備方法中，該些玻璃單元可浸泡於一設有蝕刻液之處理槽，且處理槽之底部可設有一氣泡產生裝置，因此，氣泡產生裝置所形成之氣泡可帶走蝕刻液侵蝕切割面後所產生之作用物，並加速侵蝕效率及縮短本方法之處理時間；另外，蝕刻液也可以用噴灑方式作用於玻璃單元，使得蝕刻液具有一加速度衝擊些玻璃單元之切割面，以加速侵蝕效率及縮短處理時間。然而，而本發明並不侷限於此。

以下係藉由特定的具體實施例說明本發明之實施方式，熟習此技藝之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地了解本發明之其他優點與功效。本發明亦可藉由其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節亦可基於不同觀點與應用，在不悖離本發明之精神下進行各種修飾與變更。

本發明之實施例中該等圖式均為簡化之示意圖。惟該等圖示僅顯示與本發明有關之元件，其所顯示之元件非為實際實施時之示例，其實際實施時之元件數目、形狀等比例為一選擇性之設計，且其元件佈局型態可能更複雜。

本發明提供一種平坦化玻璃基板之製備方法，首先，請參閱圖1，係本發明較佳實施例之未切割玻璃基材示意圖。由圖1所示，一玻璃基材1，其係包括有一第一表面1a及一相對於第一表面1a之第二表面1b；而玻璃基材1之第一表面1a具有複數個分割線L以及複數個導電層11，該些分割線L係區隔出複數個玻璃單元10，其中，導電層11與該第一表面1a之環緣保持一間距D。

在本實施例中，玻璃基材1之厚度為0.55毫米，且其摻雜含有鉀元素以強化抗折強度至500 MPa，其中，抗折強度可經由一般測試機台量測，在本實施例係利用三點抗彎方式量測玻璃基材之抗折強度。

接著，請參閱圖2A至2E，係本發明較佳實施例之平坦化玻璃基板流程圖。首先，圖2A係為圖1中A-A’截面，由圖2A所示，每一玻璃單元10中設有一導電層11，其中，導電 層11係設置於玻璃基材1之第一表面1a，且導電層11含有一銦錫氧化物薄膜111及一設在銦錫氧化物薄膜表面之電極112，使玻璃單元10可透過導電層11傳導訊號。

接著，由圖2B所示，一類鑽碳層12係覆蓋於玻璃基材1之第一表面1a及導電層11之上，使類鑽碳層12可保護玻璃基材1及導電層11；之後，如圖2C所示，將第一蝕刻保護層13貼覆於玻璃基材1之第一表面1a，第二蝕刻保護層14貼覆於玻璃基材1之第二表面1b；在本實施例中，第一蝕刻保護層13及第二蝕刻保護層14係由聚對苯二甲酸乙二酯樹脂(PET)所組成。

之後，由圖2D所示，且一併參閱圖2C，沿著玻璃基材1之分割線L(如圖1及圖2C所示之虛線)進行切割形成複數個玻璃單元10；之後，將切割後之玻璃單元10進行蝕刻處理，以減少切割面之缺陷深度，並且有效鈍化缺陷尖端之形狀，進而減少應力集中之情況，以避免玻璃單元之抗折強度下降。

最後，由圖2E所示，移除第一表面1a之第一蝕刻保護層13及第二表面1b之第二蝕刻保護層14，以形成一平坦化玻璃基板。

請參閱圖3A及一併參閱圖2D，係本發明一較佳實施例之未蝕刻處理之切割面示意圖。由圖3A所示，經切割後每一玻璃單元10之第一表面1a及第二表面1b之間係形成一切割面1c，其中，在切割面1c表面會形成複數個切割缺陷1d，及由缺陷1d所形成之缺陷夾角θ，另外，在每一缺陷1d尖 端與其對應之切割面1c間具有一缺陷深度h，而每一缺陷1d尖端具有微裂紋往玻璃單元10深處延伸，此時，玻璃單元10之抗折強度由500 MPa下降至150 MPa。

請繼續參閱圖3B及一併參閱圖2D，係本發明一較佳實施例之已蝕刻處理之切割面示意圖。在此，對玻璃單元10之切割面1c進行蝕刻處理以減少切割面1c之缺陷深度h，使得每一缺陷深度h之平均值至少可減少一半，其中，在本實施例中，切割後每一缺陷深度h之平均值為100微米，而經過蝕刻處理後之每一缺陷深度h之平均值可減少為40微米至50微米之間；此外，蝕刻處理後之缺陷夾角θ之平均值可同時大幅增加，其中，每一缺陷夾角θ之平均值為30度至60度之間，而經過蝕刻處理後之每一缺陷夾角θ之平均值可增加為60度至150度之間；因此經過本發明之蝕刻處理後，可使缺陷深度h之平均值減少及缺陷夾角θ之平均值增加，進而增加每一缺陷尖端之鈍化程度及減少抗折強度下降之程度；在本實施例中，切割後之玻璃單元10經過蝕刻處理，其抗折強度將可由切割後的150 MPa回復至玻璃基材切割前之抗折強度(約450 MPa至500 MPa)。

此外，在前述內容中，蝕刻液中含有50重量百分比之氫氟酸，將玻璃單元10浸泡於蝕刻液中，並於25℃下持續2.5分鐘，使得玻璃單元10之切割面1c與蝕刻液作用反應，此外，蝕刻液對玻璃單元10之蝕刻速率為0.015毫米/分鐘。

圖4所示，係本發明一較佳實施例之平坦化玻璃基板之切割面示意圖。圖4為切割後之玻璃單元10，其包括：玻璃 基材1、導電層11及類鑽碳層12；在蝕刻液處理後，使得玻璃單元10之缺陷深度h之平均值減少(如圖3A及3B顯示)，並且每一缺陷1d之缺陷夾角θ增大，也就是每一缺陷夾角θ變鈍，最後，再移除第一表面1a之第一蝕刻保護層13及第二表面1b之第二蝕刻保護層14(如圖2D及圖2E所示)，以形成一平坦化玻璃基板；此外，在蝕刻液的蝕刻過程中，玻璃單元10之環緣同時也會不斷地被侵蝕，然而，如圖1及圖2C所示，導電層11係設置於玻璃單元10之第一表面1a，且導電層11與第一表面1a之環緣保持一間距D，其間距長度可設計大於蝕刻深度，進而避免導電層11於蝕刻過程中被侵蝕破壞。

請參閱圖5，係本發明係一較佳實施例之缺陷深度之平均值與抗折強度之關係圖。在由圖5中，玻璃單元切割後，切割面會形成一缺陷深度，此時玻璃基板之抗折強度150 MPa；之後，將玻璃單元浸泡於蝕刻液中，將使平均缺陷深度之平均值(在此稱為h’)隨著浸泡時間而逐漸減少，而抗折強度將隨著平均缺陷深度之平均值h’減少而逐漸增加，最後，當缺陷深度之平均值h’減少至一半深度時，玻璃單元之抗折強度將會幾乎回復到切割前之抗折強度(約500 MPa)；在此實施例中，經由蝕刻液處理後的玻璃單元，可以改善玻璃基材於切割面所形成之缺陷深度及缺陷夾角問題，並能避免玻璃單元之抗折強度下降。

上述實施例僅係為了方便說明而舉例而已，本發明所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限於上述實施例。

1‧‧‧玻璃基材

1a‧‧‧第一表面

1b‧‧‧第二表面

1c‧‧‧切割面

1d‧‧‧缺陷

10‧‧‧玻璃單元

11‧‧‧導電層

111‧‧‧銦錫氧化物薄膜

112‧‧‧電極

12‧‧‧類鑽碳層

13‧‧‧第一蝕刻保護層

14‧‧‧第二蝕刻保護層

D‧‧‧間距

h‧‧‧缺陷深度

L‧‧‧分割線

θ‧‧‧缺陷夾角

圖1係本發明較佳實施例之未切割玻璃基材示意圖。

圖2A至2E係本發明較佳實施例之平坦化玻璃基板流程圖。

圖3A及3B係本發明一較佳實施例之未蝕刻處理及已蝕刻處理之切割面示意圖。

圖4係本發明一較佳實施例之平坦化玻璃基板之切割面示意圖。

圖5係本發明係一較佳實施例之缺陷深度平均值與抗折強度之關係圖。

10‧‧‧玻璃單元

1a‧‧‧第一表面

1b‧‧‧第二表面

1c‧‧‧切割面

11‧‧‧導電層

12‧‧‧類鑽碳層

Claims (23)

1. 一種平坦化玻璃基板，包括：一玻璃單元，具有至少一切割面，而該至少一切割面可形成複數個切割缺陷及其缺陷所形成之缺陷夾角，且每一缺陷尖端與其對應之該切割面之距離為一缺陷深度；其中，該切割面係經過一含有氫氟酸之蝕刻液作用後，使得每一缺陷深度之平均值至少減少一半。
2. 如申請專利範圍第1項所述之平坦化玻璃基板，該玻璃單元包括一第一表面以及一相對於該第一表面之第二表面，且該至少一切割面係連接於該第一表面及該第二表面。
3. 如申請專利範圍第2項所述之平坦化玻璃基板，該玻璃單元更包括一形成於該第一表面之導電層，該導電層係與該第一表面之環緣保持一間距。
4. 如申請專利範圍第3項所述之平坦化玻璃基板，其中，該導電層包括有一銦錫氧化物薄膜及一設在該銦錫氧化物薄膜表面之電極。
5. 如申請專利範圍第3項所述之平坦化玻璃基板，更包含一類鑽碳層，其係覆蓋該第一表面及該導電層之表面。
6. 如申請專利範圍第1項所述之平坦化玻璃基板，其中，該玻璃基材之厚度係介於0.1毫米至5.0毫米之間。
7. 如申請專利範圍第1項所述之平坦化玻璃基板，其中，該玻璃基板係含有一摻雜物，其至少一選自由鐵、鈉、鉀、氧化鈉或其組合所組成之群組。
8. 如申請專利範圍第7項所述之平坦化玻璃基板，該玻璃基板之抗折強度係介於400 MPa至500 MPa。
9. 一種平坦化玻璃基板之製備方法，包含以下步驟：(a)提供一玻璃基材，其係包括有一第一表面及一相對於該第一表面之第二表面，該玻璃基材之該第一表面具有複數個分割線以及複數個導電層，該些分割線係區隔出複數個玻璃單元，且每一導電層係形成於單一玻璃單元之該第一表面且與該第一表面之環緣保持一間距；(b)形成一第一蝕刻保護層，其係覆蓋該玻璃基材之該第一表面及每一導電層，並且形成一第二蝕刻保護層係覆蓋該玻璃基材之該第二表面；(c)沿著該些分割線切隔該玻璃基材，以分割出該些玻璃單元，致使該些玻璃單元形成至少一連接該第一表面及該第二表面之切割面，而每一切割面具有複數個缺陷夾角，且在每一缺陷尖端與其對應之該切割面形成一缺陷深度；(d)使該些玻璃單元與一含有氫氟酸之蝕刻液接觸，直至該些玻璃單元之該至少一切割面與該蝕刻液作用，使得每一缺陷深度平均值至少減少一半；以及(e)移除該些玻璃單元之該第一蝕刻保護層及該第二蝕刻保護層。
10. 如申請專利範圍第9項所述之平坦化玻璃基板之製備方法，其中，該導電層包括有一銦錫氧化物薄膜及一設在該銦錫氧化物薄膜表面之電極。
11. 如申請專利範圍第9項所述之平坦化玻璃基板之製備方法，其中，於步驟(a)之該玻璃基材更包含一類鑽碳層，其係覆蓋於該第一表面及該些導電層之表面。
12. 如申請專利範圍第9項所述之平坦化玻璃基板之製備方法，其中，步驟(a)之該玻璃基材之厚度係介於0.1毫米至5.0毫米之間。
13. 如申請專利範圍第9項所述之平坦化玻璃基板之製備方法，其中，步驟(a)之該玻璃基材之抗折強度係介於400 MPa至500 MPa。
14. 如申請專利範圍第13項所述之平坦化玻璃基板之製備方法，其中，步驟(a)之該玻璃基材係含有一摻雜物，其至少一選自由鐵、鈉、鉀、氧化鈉或其組合所組成之群組。
15. 如申請專利範圍第9項所述之平坦化玻璃基板之製備方法，其中，步驟(b)之該第一蝕刻保護層及該第二保護蝕刻層係分別為一膠膜。
16. 如申請專利範圍第15項所述之平坦化玻璃基板之製備方法，其中，步驟(b)之該膠膜係為至少一選自由聚對苯二甲酸乙二酯樹脂、聚乙烯樹脂、聚氯乙烯樹脂或酚醛樹脂所組成之群組。
17. 如申請專利範圍第9項所述之平坦化玻璃基板之製備方法，其中，於步驟(c)中切割後所得之該些玻璃單元之抗折強度介於150 MPa至200 MPa。
18. 如申請專利範圍第9項所述之平坦化玻璃基板之製備方法，其中，該蝕刻液溫度控制於15℃至30℃。
19. 如申請專利範圍第10項所述之平坦化玻璃基板之製備方法，其中，該蝕刻液中含有3至70重量百分比之氫氟酸。
20. 如申請專利範圍第9項所述之平坦化玻璃基板之製備方法，其中，該蝕刻液係選用各種無機酸或鹽類，其包括至少一選自由氫氟酸、硫酸、鹽酸、硝酸或其混合所組成之群組。
21. 如申請專利範圍第9項所述之平坦化玻璃基板之製備方法，其中，該些玻璃單元係浸泡於一設有該蝕刻液之處理槽。
22. 如申請專利範圍第21項所述之平坦化玻璃基板之製備方法，其中，該處理槽之底部係設有一氣泡產生裝置。
23. 如申請專利範圍第10項所述之平坦化玻璃基板之製備方法，其中，該蝕刻液係以噴灑方式作用於該些玻璃單元。