TWI566873B - 形成具有溝槽之透明基材的方法以及形成元件基板的方法 - Google Patents

Description

形成具有溝槽之透明基材的方法以及形成元件基板的方法

本發明係關於一種形成具有溝槽之透明基材的方法以及形成元件基板的方法，尤指一種使用雷射加工之形成具有溝槽之透明基材的方法以及形成元件基板的方法。

傳統於透明基材的表面形成溝槽的方式係使用應用半導體科技之微影製程與蝕刻製程。於此傳統方式中，基材表面會先塗佈光阻，然後透過曝光與顯影製程將光阻圖案化，使得所形成的光阻圖案可暴露出部分透明基材，且暴露出的部分具有所欲形成溝槽的圖案。接著，透過施以蝕刻液或通入蝕刻氣體可對暴露出的透明基材蝕刻，進而形成所欲的溝槽。最後再將光阻圖案移除。然而，使用傳統微影與蝕刻製程對透明基材蝕刻時容易產生非等向性蝕刻問題，例如：蝕刻液會對光阻圖案下方的透明基材蝕刻，因而造成懸凸的問題，或者由於整片透明基材需通入蝕刻液或蝕刻氣體，因此實際所欲形成溝槽的面積與蝕刻液/蝕刻氣體所碰到整片基材的面積的比例過大，造成蝕刻液/蝕刻氣體的浪費。

本發明之主要目的在於提供一種形成具有溝槽之透明基材的方法以及形成元件基板的方法，以解決上述習知之問題。

為達上述之目的，本發明提供一種形成具有溝槽之透明基材的方法。首先，提供一透明基材，且透明基材上形成有一透明導電層。然後，利 用一雷射裝置產生一雷射光，並將雷射光照射透明基材與透明導電層，以於透明基材與透明導電層相接觸之一第一表面形成具有至少一上視圖案之至少一溝槽，並移除溝槽正上方之透明導電層，其中雷射光之功率小於8瓦。

於本發明之方法中，由於透明基材上形成有透明導電層，因此雷射光可藉由透明導電層的聚焦與吸收在低功率的情況下蝕刻透明基材，以有效地降低雷射光的功率，並蝕刻出一定深度之溝槽。

102‧‧‧透明基材

102a‧‧‧第一表面

102b‧‧‧第二表面

104、202‧‧‧透明導電層

106‧‧‧傳送機台

108‧‧‧雷射裝置

108a‧‧‧雷射光

110‧‧‧溝槽

110a‧‧‧上視圖案

112‧‧‧支撐柱

114‧‧‧滾輪

116‧‧‧移動裝置

118‧‧‧控制裝置

202a‧‧‧第一部分

202b‧‧‧第二部分

204‧‧‧第一溝槽

206‧‧‧第二溝槽

300、350、400‧‧‧元件基板

302、352‧‧‧高分子材料層

402‧‧‧對向基板

第1圖至第4圖為本發明第一實施例之形成具有溝槽之透明基材的方法示意圖。

第5圖為本發明第一實施例之溝槽的上視圖案示意圖。

第6圖為本發明第二實施例之形成具有溝槽之透明基材的方法示意圖。

第7圖為本發明第三實施例之形成具有溝槽之透明基材的方法示意圖。

第8圖為本發明第四實施例之形成元件基板的方法示意圖。

第9圖為本發明第五實施例之形成元件基板的方法示意圖。

第10圖為本發明第六實施例之形成元件基板的方法示意圖。

請參考第1圖至第5圖，第1圖至第4圖為本發明第一實施例之形成具有溝槽之透明基材的方法示意圖，且第5圖為本發明第一實施例之溝槽的上視圖案示意圖。如第1圖所示，首先，提供一透明基材102，且透明基材102上形成有一透明導電層104。於本實施例中，透明基材102具有彼此相對之一第一表面102a與一第二表面102b，且透明導電層104形成於透明基材102之第一表面102a上。透明基材102可包括玻璃、高分子材料、氮化矽、石英或藍寶石等可使用雷射加工的基材，其中高分子材料可包括壓克力、樹脂、光阻或聚乙醯胺(PI)，但不以此為限。透明導電層104可透過濺鍍的方 式形成於透明基材102的第一表面102a上，因此與透明基材102之第一表面102a相貼合。形成透明導電層104的材料可包括氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)或氧化銦鎵鋅(IGZO)。

如第2圖與第3圖所示，然後，將透明基材102設置於一傳送機台106上。接著，進行雷射加工，利用一雷射裝置108產生一雷射光108a，並將雷射光108a照射透明基材102與透明導電層104，以於透明基材102與透明導電層104相接觸之第一表面102a形成具有至少一上視圖案110a之至少一溝槽110，並移除溝槽110正上方之透明導電層104。於本實施例中，透明基材102可具有複數個溝槽110，且各溝槽110具有一上視圖案110a，但不以此為限。

進一步來說，傳送機台106可包含有複數個滾輪114以及複數個支撐柱112，其中滾輪114用以傳送透明基材102，且支撐柱112用以在透明基材102傳送至預定位置時將透明基材102向上支撐，使得透明基材102離開滾輪114，且可被固定，以進一步進行雷射加工的步驟。雷射裝置108設置於滾輪114與支撐柱112的上方，使支撐柱112在欲對透明基材102進行雷射加工之前可先將透明基材102朝雷射裝置108移動，例如：移動至雷射裝置108的聚焦範圍內。並且，雷射裝置108可被固定於一移動裝置116上，且移動裝置116可電性連接至一控制裝置118，並透過控制裝置118控制移動裝置116的位置，進而控制雷射裝置108的位置。例如：控制裝置118可包含有電腦程式，用以控制雷射裝置108的位置與移動速度，例如：200釐米/秒，使得所形成的上視圖案110a與所需的圖案相同。雷射裝置108可為光纖雷射，例如：二極體激發摻鐿雷射(diode-pumped Yetterbium laser)，且雷射裝置108所產生之雷射光108a之波長為1064奈米至1075奈米，但不限於此。

於本實施例中，透明基材102未形成有透明導電層104之第二表面102b係鄰近傳送機台106的滾輪114，使得設置有透明導電層104之第一表面102a鄰近雷射裝置108。藉此，雷射光108a從雷射裝置108射出之後會 先遇到透明導電層104，且可直接透過透明導電層104的聚焦而照射於透明基材102上並可透過透明導電層104的吸收，以蝕刻透明基材102以及其正上方的透明導電層104。相較於習知利用雷射光照射金屬表面以汽化的方式來蝕刻相鄰透明基材的方法，由於金屬並無法聚焦光線，僅利用雷射光汽化金屬來蝕刻透明基材，所以金屬的厚度並無法提升或者是控制溝槽的蝕刻深度。但本實施例於雷射裝置108與透明基材102之間設置透明導電層104可聚焦雷射光108a，有效降低能量的損耗，且降低雷射光108a的蝕刻作業所需功率。此外，習知利用雷射光照射金屬表面藉以汽化的方式來蝕刻相鄰透明基材的方法，雷射裝置與金屬必須分別置於透明基材的不同側才能施行蝕刻作業，而本發明之雷射裝置108與透明導電層104位於透明基材102之同側或是異側皆可施行蝕刻作業。

值得一提的是，當雷射光108a之功率過小，例如小於8瓦，且直接照射於透明基材102上時，透明基材102並不會被雷射光108a所蝕刻，且無法形成溝槽110，因此需將雷射光108a之功率提高到可蝕刻透明基材102的大小。儘管雷射光108a提高到一定功率以上可蝕刻透明基材102，但會有一定的能量因穿過透明基材102而消耗，因此本實施例之方法藉由透明導電層104的聚焦與吸收，雷射光108a可在低功率的情況下蝕刻透明基材102，進而可有效地降低雷射光108a的功率。於本實施例中，雷射光108a之功率可小於8瓦。較佳地，雷射光108a之功率可介於3瓦與6瓦之間，且在此功率範圍內，可達到溝槽110之深度與透明導電層104之厚度之比例介於6比1與15比1之間。由此可知，本實施例之方法不僅可降低雷射光108a的功率，還可蝕刻出具有一定深度之溝槽110。

值得注意的是，由於透明導電層104之厚度越大，透明導電層104可吸收雷射光108a之能量越高，因此在蝕刻條件相同的情況下，所蝕刻出之溝槽110之深度可越深。舉例來說，如表1所示，在雷射光108a之功率為3.88瓦，波長為1064奈米，聚焦點的大小約略為40±10%微米的條件下，透明導 電層104之厚度為1350埃時所形成溝槽110之深度(1.019微米)大於透明導電層104之厚度為1200埃時所形成溝槽110之深度(0.975微米)。

本發明剩餘之透明導電層可視後續製程需求再決定是否移除。於 本實施例中，如第4圖所示，於形成溝槽110之後，可選擇性移除剩餘之透明導電層104。至此已完成本實施例之具有溝槽110之透明基材102。於其他實施例中，剩餘之透明導電層可作為其他用途，例如：作為彩色濾光片基板之共通電極層，因此於形成溝槽之後可不需移除剩餘之透明導電層。

值得注意的是，本實施例之溝槽110係透過雷射加工的方式形 成，因此並不會產生非等向性蝕刻問題以及浪費蝕刻液/蝕刻氣體的問題。於本實施例之透明基材102中，由於透明基材102之各溝槽110具有上視圖案110a，因此透明基材102可透過上視圖案110a來標示其批號、藉由上視圖案110a來進行對位或透過上視圖案110a來記錄所需要的資訊，但不限於此。舉例來說，如第5圖所示，上視圖案110a可分別為對位標記，例如：十字標記，批號，例如：字母或數字，與二維條碼。於其他實施例中，溝槽之上視圖案可包括對位標記、批號與二維條碼之其中至少一者。

本發明之形成具有溝槽之透明基材之方法並不以上述實施例為限。下文將繼續揭示本發明之其它實施例，然為了簡化說明並突顯各實施例之間的差異，下文中使用相同標號標注相同元件，並不再對重覆部分作贅述。

請參考第6圖，第6圖為本發明第二實施例之形成具有溝槽之透明基材的方法示意圖。如第6圖所示，相較於第一實施例，本實施例於將透 明基材102設置於傳送機台106上之步驟中係將透明基材102形成有透明導電層104之第一表面102a係鄰近傳送機台106的滾輪114設置，因此透明基材102之第二表面102b鄰近雷射裝置108。藉此，在照射雷射光108a之步驟中，雷射光108a會先經過透明基材102之第二表面102b，然後照射至設置有透明導電層104之第一表面102a。於本實施例中，由於透明導電層104會吸收雷射光108a，且透明導電層104與透明基材102相接觸，因此與吸收有雷射光108a之透明導電層104相接觸的透明基材102會被蝕刻，進而於透明基材102之第一表面102a形成溝槽110。本實施例所提供之透明基材102以及於形成溝槽110之後之步驟係與第一實施例相同，因此在此不多贅述。

請參考第7圖，第7圖為本發明第三實施例之形成具有溝槽之透 明基材的方法示意圖。如第7圖所示，相較於第一實施例，本實施例形成於透明基材102上之透明導電層202具有一第一部分202a與一第二部分202b，且第一部分202a之厚度大於第二部分202b之厚度。本實施例於形成至少一溝槽之步驟可包括利用雷射光照射第一部分202a與第二部分202b，以於對應第一部分202a之第一表面102a形成至少一第一溝槽204，以及於第二部分202b之第一表面102a形成至少一第二溝槽206。由於第一部分202a之厚度大於第二部分202b之厚度，因此第一溝槽204之深度係大於第二溝槽206之深度。第一溝槽204之上視圖案可相同或不同於第二溝槽206之上視圖案，並依實際需求來決定。本實施例將透明基材102設置於傳送機台106上之步驟可與第一實施例或第二實施例相同，且移除剩餘之透明導電層202之步驟係與第一實施例相同，因此在此不多贅述。於其他實施例中，剩餘之透明導電層亦可作為其他用途，例如：作為彩色濾光片基板之共通電極層，因此於形成溝槽之後可不需移除剩餘之透明導電層。

本發明的透明基材可進一步用於形成元件基板。請參考第8圖，第8圖為本發明第四實施例之形成元件基板的方法示意圖。如第8圖所示，相較於第一實施例，本實施例形成元件基板300的方法係於移除剩餘透明導 電層104之後，於溝槽110內填入高分子材料層302。於本實施例中，高分子材料層302可包括間隙物或彩色濾光層。當高分子材料層302為間隙物或彩色濾光層裝飾材料時，元件基板300可為彩色濾光片基板或薄膜電晶體基板，但本發明並不以此為限。此時，溝槽110的各上視圖案可與各畫素的開口相同。於其他實施例中，高分子材料層302亦可為裝飾材料，且元件基板為裝飾基板，因此當與顯示面板結合時，裝飾基板與顯示面板之間的間距可被縮減，甚至彼此相貼合，進而降低結合後之面板的厚度。

請參考第9圖，第9圖為本發明第五實施例之形成元件基板的方 法示意圖。如第9圖所示，相較於上述第四實施例，本實施例形成元件基板350的方法於形成溝槽110之後並未移除剩餘之透明導電層104，且於形成溝槽110之後，於溝槽110內填入高分子材料層352。

請參考第10圖，第10圖為本發明第六實施例之形成元件基板的 方法示意圖。如第10圖所示，相較於上述第四實施例，本實施利形成元件基板400的方法更包括於填入高分子材料層302之後，藉由上視圖案110a進行對位，以將透明基材102與一對向基板402接合。也就是說，本實施例之方法進一步將第四實施例之元件基板300與對向基板402接合。值得一提的是，由於高分子材料層302係填入溝槽110內，因此當透明基材102的第一表面102a與對向基板402接合時，可有效縮減透明基材102與相接合之對向基板402之間的間距。較佳地，當高分子材料層302並未延伸至溝槽110外時，透明基材102之第一表面102a甚至可與對向基板402相貼合。舉例來說，當彩色濾光片填入溝槽110內時，具有彩色濾光片之透明基材102可為彩色濾光片基板，且當與薄膜電晶體基板相接合時，兩者之間的間距可被縮小，進而可降低顯示面板的厚度。於其他實施例中，形成元件基板的方法亦可將未移除剩餘之透明導電層之第五實施例之元件基板與對向基板貼合。

綜上所述，於本發明之方法中，由於透明基材上形成有透明導電層，因此雷射光可藉由透明導電層的聚焦與吸收在低功率的情況下蝕刻透明 基材，以有效地降低雷射光的功率，並蝕刻出一定深度之溝槽。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

102‧‧‧透明基材

102a‧‧‧第一表面

102b‧‧‧第二表面

104‧‧‧透明導電層

106‧‧‧傳送機台

108‧‧‧雷射裝置

108a‧‧‧雷射光

112‧‧‧支撐柱

114‧‧‧滾輪

116‧‧‧移動裝置

118‧‧‧控制裝置

Claims (13)

1. 一種形成具有溝槽之透明基材的方法，包括：提供一透明基材，且該透明基材上形成有一透明導電層；以及利用一雷射裝置產生一雷射光，並將該雷射光照射該透明基材與該透明導電層，以於該透明基材與該透明導電層相接觸之一第一表面形成具有至少一上視圖案之至少一溝槽，並移除該溝槽正上方之該透明導電層，其中該雷射光之功率小於8瓦。
2. 如請求項1所述之形成具有溝槽之透明基材的方法，更包括於形成該至少一溝槽之步驟之後，移除剩餘之該透明導電層。
3. 如請求項1所述之形成具有溝槽之透明基材的方法，其中該雷射光之功率介於3瓦與6瓦之間，且該溝槽之深度與該透明導電層之厚度之比例介於6比1與15比1之間。
4. 如請求項1所述之形成具有溝槽之透明基材的方法，更包含於利用該雷射光照射該透明基材與該透明導電層之步驟之前，將該透明基材設置於一傳送機台上，其中該透明基材具有相對於該第一表面之一第二表面，該第二表面鄰近該傳送機台，且該第一表面鄰近該雷射裝置。
5. 如請求項1所述之形成具有溝槽之透明基材的方法，其中該透明基材具有相對於該第一表面之一第二表面，該第二表面鄰近該雷射裝置，且該雷射光先經過該第二表面，然後射至該第一表面。
6. 如請求項1所述之形成具有溝槽之透明基材的方法，其中該上視圖案為一二維條碼、一文字、一符號、一圖形或一對位標記。
7. 如請求項1所述之形成具有溝槽之透明基材的方法，其中該透明導電層具有一第一部分與一第二部分，且該第一部分之厚度大於該第二部分之厚度，其中形成該至少一溝槽之步驟包括利用該雷射光照射該第一部分與該第二部分，以於對應該第一部分之該第一表面形成一第一溝槽，以及於對應該第二部分之該第一表面形成一第二溝槽，且該第一溝槽之深度大於該第二溝槽之深度。
8. 如請求項1所述之形成具有溝槽之透明基材的方法，其中該透明基材包括玻璃、高分子材料、氮化矽、石英或藍寶石。
9. 如請求項1所述之形成具有溝槽之透明基材的方法，其中該雷射光之波長為1064奈米至1075奈米。
10. 一種形成元件基板的方法，包括：提供一透明基材，且該透明基材上形成有一透明導電層；利用一雷射裝置產生一雷射光，並將該雷射光照射該透明基材與該透明導電層，以於該透明基材與該透明導電層相接觸之一第一表面形成具有至少一上視圖案之至少一溝槽，並移除該溝槽正上方之該透明導電層，其中該雷射光之功率小於8瓦；以及於該溝槽內填入一高分子材料層。
11. 如請求項10所述之形成元件基板的方法，另包括於形成該至少一溝槽之步驟與填入該高分子材料層之步驟之間，移除剩餘之該透明導電層。
12. 如請求項10所述之形成元件基板的方法，其中該高分子材料層包括一間隙物或一彩色濾光層。
13. 如請求項10所述之形成元件基板的方法，更包含於填入該高分子材料層之步驟之後，藉由該上視圖案進行對位，以將該透明基材與一對向基板接合。