TWI714148B

TWI714148B - 軟硬板結合結構及其製作方法

Info

Publication number: TWI714148B
Application number: TW108123028A
Authority: TW
Inventors: 李志宗
Original assignee: 友達光電股份有限公司
Priority date: 2019-06-28
Filing date: 2019-06-28
Publication date: 2020-12-21
Also published as: TW202102086A

Abstract

一種軟硬板結合結構，包含保護層、元件層、蝕刻保留層及玻璃層。元件層設置在保護層上；蝕刻保留層設置在元件層上，蝕刻保留層的頂面具有階狀結構；玻璃層設置在蝕刻保留層上，鄰接階狀結構。本發明還提供一種上述軟硬板結合結構的製作方法。

Description

軟硬板結合結構及其製作方法

一種軟硬板結合結構與製作方法，尤指軟硬板結合中內部具有一斷階的軟硬板結合結構與製作方法。

隨著科技發展，電子產品的應用逐漸多樣化，軟硬板結合的結構需求逐漸提升，例如智慧型動裝置，近期推展出可撓性的結構。

傳統上，對於設置在軟板上的硬板的進行裁切，可能會發生下述的情況，若以物理力切割，硬板因應力集中除了本身斷裂外，剪硬力的傳遞亦造成軟板的崩裂。而若以蝕刻的方式進行硬板的部分移除，一來可能發生蝕刻速率慢，不利於生產，二來恐會有殘留的硬板餘留在軟板上，同樣不利於生產，影響生產的良率。

因此，提供一種軟硬板的結構以及其製作方法，能夠解決上述的問題，是本領域相關業者極需研究的課題。

有鑑於此，本發明一實施例提出一種軟硬板結合結構的製作方法，包含下列步驟︰提供玻璃層，玻璃層包含加工面以及相對的疊設面；設置蝕刻加速層於疊設面的一部上；設置蝕刻保留層，覆蓋玻璃層與蝕刻加速層，蝕刻保留層與疊設面之間的剝離強度大於蝕刻加速層與疊設面的剝離強度；設置元件層於蝕刻保留層上；設置保護層於元件層上；於加工面中的一部定義蝕刻前處理區域，蝕刻前處理區域位於蝕刻加速層於垂直方向上投影在加工面的投影面積內，於蝕刻前處理區域進行表面處理步驟；以及蝕刻步驟，自加工面進行蝕刻，其中於移除蝕刻加速層的一部份，使蝕刻加速層與蝕刻保留層之間形成階狀結構，且位於蝕刻加速層上方的殘餘玻璃層脫離蝕刻加速層。

如上所述的軟硬板結合結構的製作方法，在一實施例中，於蝕刻步驟中，還移除蝕刻加速層的全部，階狀結構形成在蝕刻保留層上。

如上所述的軟硬板結合結構的製作方法，在一實施例中，表面處理步驟包含貼附膠膜於蝕刻前處理區域以外的部分、以雷射的方式破壞蝕刻前處理區域及以刻刀痕的方式破壞蝕刻前處理區域中至少一者。

如上所述的軟硬板結合結構的製作方法，在一實施例中，於蝕刻步驟中，位於蝕刻保留層上的玻璃層受蝕刻的一部份形成曲形結構。

如上所述的軟硬板結合結構的製作方法，在一實施例中，進一步包含移除步驟，移除蝕刻加速層及具有階狀結構的蝕刻保留層的部分，使剩餘的蝕刻保留層位於玻璃層在垂直方向上投影於元件層的頂面上的投影面積內。

如上所述的軟硬板結合結構的製作方法，在一實施例中，於蝕刻加速層的厚度範圍在100至2000Å( Angstrum )之間；蝕刻保留層的厚度範圍在100至10000Å( Angstrum )之間。

如上所述的軟硬板結合結構的製作方法，在一實施例中，在剝離角度為180 ^o，蝕刻保留層與疊設面之間的剝離強度大於600gf/inch；蝕刻加速層與疊設面的剝離強度小於100gf/inch。

如上所述的軟硬板結合結構的製作方法，在一實施例中，蝕刻步驟為濕蝕刻或氣相蝕刻。

本發明還提出一種軟硬板結合結構，包含保護層、元件層、蝕刻保留層及玻璃層。元件層設置在保護層上；蝕刻保留層設置在元件層上，蝕刻保留層的頂面具有階狀結構；玻璃層設置在蝕刻保留層上，鄰接階狀結構。

如上所述的軟硬板結合結構，在一實施例中，蝕刻保留層的厚度範圍在100至10000Å( Angstrum )之間。

如上所述的軟硬板結合結構，在一實施例中，玻璃層鄰接階狀結構的側邊具有一曲形結構。

如上所述的軟硬板結合結構，在一實施例中，進一步包含蝕刻加速層，位於階狀結構上，蝕刻加速層於水平方向的長度等於階狀結構的長度，蝕刻加速層的厚度小於階狀結構的厚度。

如上所述的軟硬板結合結構，在一實施例中，於蝕刻加速層的厚度範圍在100至2000Å( Angstrum )之間。

如上所述的軟硬板結合結構，在一實施例中，還包含另一玻璃層，其中階狀結構位在蝕刻保留層的中央，玻璃層分別鄰接於階狀結構的兩側。

經由上述一個或多個實施例，本發明的軟硬板結合結構的製作方法不直接切斷玻璃層，在玻璃層的加工面上進行表面處理，以形成不同蝕刻速率，同時薄化、裁切玻璃層。此外，設置蝕刻保留層及蝕刻加速層，經由其與玻璃層之間不同的剝離強度，產生不同的蝕刻速率，以全面的排除因蝕刻殘餘的玻璃層。如此，即可解決先前技術所遭遇的問題。

請參閱圖1至圖2H，圖1為軟硬板結合結構100的製作方法一實施例之步驟流程圖。圖2A為圖1所示實施例之步驟S1的示意圖。圖2B為圖1所示實施例之步驟S2的示意圖。圖2C為圖1所示實施例之步驟S3的示意圖。圖2D為圖1所示實施例之步驟S4的示意圖。圖2E為圖1所示實施例之步驟S5的示意圖。圖2F為圖1所示實施例之步驟S6的示意圖。圖2G為圖1所示實施例之步驟S7的示意圖。圖2H為軟硬板結合結構100的製作方法一實施例之步驟S7的示意圖。

本發明一實施例提出一種軟硬板結合結構100的製作方法，軟硬板結合結構100至少包含硬板部分以及臨接硬板部分的軟板部分。硬板部分例如下述的玻璃層11，軟板部分具可撓性，以利進行彎折而配合電子裝置內部空間配置，例如下述的元件層14。所述製作方法包含下列步驟︰

步驟S1︰提供玻璃層11，玻璃層11包含加工面11a以及相對的疊設面11b，如圖2A所示。

步驟S2︰設置蝕刻加速層12於疊設面11b的一部上，如圖2B所示。

步驟S3︰設置蝕刻保留層13，覆蓋玻璃層11與蝕刻加速層12，如圖2C所示。其中，蝕刻保留層13與疊設面11b之間的剝離強度大於蝕刻加速層12與疊設面11b的剝離強度。

步驟S4︰設置元件層14於蝕刻保留層13上，所述的元件層14包含一及一以上的疊層，如圖2D所示，元件層14包含緩衝層141（Buffer）（或屏障層（Barrier））、薄膜電晶體陣列142、發光二極體封裝層143。

步驟S5︰設置保護層15於元件層14上，保護層15為保護元件層14的外表面不受破壞或受蝕刻，如圖2E所示。

步驟S6︰於加工面11a中的一部定義蝕刻前處理區域，蝕刻前處理區域位於蝕刻加速層12於垂直方向上投影在加工面11a的投影面積A’內，於蝕刻前處理區域進行表面處理步驟，所述的表面處理步驟可以是貼附膠膜（圖未繪示出）於蝕刻前處理區域以外的區域，或是以雷射的方式破壞蝕刻前處理區域，或是以刻刀痕的方式破壞蝕刻前處理區域。如圖2F所示，在此實施例中，是以刻刀痕的方式破壞蝕刻前處理區域。

上述步驟S6的目的在於後續進行蝕刻步驟時，使玻璃層11自加工面11a以不同的速率進行蝕刻，例如在玻璃層11中，因膠膜貼附在蝕刻前處理區域以外的地方，則蝕刻前處理區域（即未貼膠膜的部分）蝕刻速率較快、經刻刀痕破壞的蝕刻前處理區域（增加蝕刻面積）相較其他未破壞處理的區域向下蝕刻速率快、被雷射的方式破壞的部份結構變化而有較快蝕刻速率。如此，可達到（軟硬板結合結構100）特定區塊加速蝕刻的效果，尤其是使蝕刻加速層12盡速的受到蝕刻作用。

請參閱圖2G，進行步驟S7的蝕刻步驟，所述的蝕刻可以採用蝕刻步驟為等向性蝕刻，例如以濕蝕刻或氣相蝕刻的方式進行，本發明並無限定。需說明的是，在此僅以一元件層14表示，且以玻璃層11為第一層觀之。蝕刻自加工面11a進行蝕刻，其中於移除蝕刻加速層12的一部份，使蝕刻加速層12與蝕刻保留層13之間形成階狀結構131，且位於蝕刻加速層12上方的殘餘玻璃層11’脫離蝕刻加速層12，如此，即可將製程上殘餘玻璃層11’完整的清除乾淨。

請參閱圖2H，同以一元件層14示意。與上述實施例不同的地方在於，蝕刻加速層12設置在玻璃層11的中央處，經蝕刻後，中央殘餘玻璃層11’因蝕刻加速層12一部的受蝕刻而脫落，保留兩側的玻璃層11。

在一些實施例中，視使用者的需求，於蝕刻步驟裡，還進一步的移除蝕刻加速層12的全部，如此，階狀結構131成形於蝕刻保留層13上。也就是說，使用者可以選擇保留一部分的加速蝕刻層或是移除全部的加速蝕刻層，端視軟硬板結合結構100的適用領域。

上述加速蝕刻層，在一些實施例中，為氧的化合物，在一實施例中，為SiOX。在另一實施例中，為MoOX。加速蝕刻層的材質選擇，除了需要剝離強度較低之外，也可以包含蝕刻速率較快（快於玻璃層11的蝕刻速率）的特性。

請再參閱圖2G及圖2H。如該等圖所示，在蝕刻步驟中，因等向性蝕刻，位於蝕刻保留層13上的玻璃層11受蝕刻的一部份形成曲形結構111，所述的曲形結構111可以是凸圓或是凹弧（請參閱圖4），也就是說，玻璃層11中會發生側向蝕刻而形成上述凸圓或是凹弧的曲形結構111，端視使用者選擇蝕刻的方式及蝕刻速率的設定以及所要的軟硬板結合結構100而定。

請參閱圖3至圖5。圖3及圖4分別為本發明軟硬板結合結構100的製作方法一實施例中之步驟S7的示意圖，差別在於蝕刻加速層12是一部分或是全部被蝕刻移除。在圖3的實施例中，蝕刻加速層12於水平方向的長度等於階狀結構131的長度，蝕刻加速層12的厚度小於階狀結構131的厚度。

圖5為係本發明軟硬板結合結構100的製作方法一實施例中步驟S8的示意圖。如以上述圖3或圖4所示的實施例，進一步操作步驟S8，步驟S8為移除蝕刻加速層12及具有階狀結構131的蝕刻保留層13的部分，使剩餘的蝕刻保留層13位於玻璃層11在垂直方向上投影於元件層14的頂面的投影面積A內。

也就是說，是否移除蝕刻加速層12及具有階狀結構131的蝕刻保留層13的部分，仍是視業者的需求而分別採用不同的蝕刻方式以及進行步驟S8。

在一些實施例中，蝕刻加速層12的厚度範圍可控制在100至2000Å( Angstrum )之間；蝕刻保留層13的厚度可控制在範圍在100至10000Å( Angstrum )之間。

此外，在一些實施例中，為區別蝕刻速度，以達到清除殘留玻璃層11的目的，在剝離角度為180o的條件下，蝕刻保留層13與疊設面11b之間的剝離強度大於600gf/inch；蝕刻加速層12與疊設面11b的剝離強度小於100gf/inch。在一較佳的實施例中，蝕刻加速層12與疊設面11b的剝離強度小於20gf/inch。

換言之，本發明即經由上述剝離強度的差異，達到蝕刻保留層13與蝕刻加速層12受蝕刻的速度不同的目的，如此可以完整清除傳統上可能殘留在加速蝕刻層上的玻璃。

請參閱圖6及圖7，分別為本發明軟硬板結合結構100一實施例之示意圖。誠如上述，玻璃層11鄰接階狀結構131的側邊具有曲形結構111。曲形結構111可以為凸圓或是凹弧。在曲形結構111為凸圓的條件下，玻璃層11底下的疊層，側向凸露於曲形結構111的部分可以第一方向D1彎折，如圖6所示。而在曲形結構111為凹弧的條件下，玻璃層11底下的疊層，側向凸露於曲形結構111的部分可以第二方向D2彎折。端視使用者所需而採用不同的曲形結構111，如圖7所示。

此外，在圖6所示的實施例中，假設玻璃層11的厚度為T，在玻璃層11的側邊上有一邊線L，則蝕刻加速層12於橫向上超出邊線L的距離W1範圍為0-2T。在一較佳的實施例中，W1=0.5T。

而在圖7所示的實施例中，蝕刻加速層12距離邊線L的距離W2範圍為0-1T，在一較佳的實施例中，W2=0T。

關於蝕刻加速層12及蝕刻保留層13的厚度範圍請參閱上述相關段落的說明，在此不再贅述。

請再參閱圖2H，以此實施例中製作出的軟硬板結合結構100，還包含另一玻璃層11，階狀結構131位在蝕刻保留層13的中央，玻璃層11（不包含蝕刻後殘餘玻璃層11’）分別鄰接於階狀結構131的兩側。以此軟硬板結合結構100，則可以兩玻璃層11對向的方式彎折。

經由上述一個或多個實施例，本發明的軟硬板結合結構的製作方法不直接切斷玻璃層，在玻璃層的加工面上進行表面處理，以形成不同蝕刻速率，同時薄化、裁切玻璃層，避免剪應力直接造成玻璃層及元件層***。

此外，設置蝕刻保留層及蝕刻加速層，經由其與玻璃層之間不同的剝離強度，產生不同的蝕刻速率，以全面的排除因蝕刻殘餘的玻璃層。如此，即可解決先前技術所遭遇的問題。

此外，在一些實施例中，搭配蝕刻加速層，玻璃層發生側向蝕刻形成曲形結構，業者可選擇軟板部分（蝕刻加速層、蝕刻保留層、元件層以及保護層的彎折方向）。且以此軟硬板結合結構，在後端應用上具有提升耐熱性以及降低形變的優點。

100:軟硬板結合結構 11:玻璃層 11’:殘餘玻璃層 11a:加工面 11b:疊設面 111:曲形結構 12:蝕刻加速層 13:蝕刻保留層 131:階狀結構 14:元件層 141:緩衝層 142:薄膜電晶體陣列 143:發光二極體封裝層 15:保護層 A:投影面積 A’:投影面積 D1:第一方向 D2:第二方向 L:邊線 T:玻璃層厚度 W1:距離 W2:距離 S1:提供玻璃層 S2:設置蝕刻加速層於玻璃層的疊設面的一部上 S3:設置蝕刻保留層，覆蓋玻璃層與蝕刻加速層 S4:設置元件層於蝕刻保留層上 S5:設置保護層於元件層上 S6:於玻璃層的加工面中的一部定義蝕刻前處理區域，於蝕刻前處理區域進行表面處理 S7:進行蝕刻步驟 S8:進行移除部驟。

[圖1]係本發明軟硬板結合結構的製作方法一實施例之步驟流程圖。 [圖2A]係圖1所示實施例中步驟S1的示意圖。 [圖2B]係圖1所示實施例中步驟S2的示意圖。 [圖2C]係圖1所示實施例中步驟S3的示意圖。 [圖2D]係圖1所示實施例中步驟S4的示意圖。 [圖2E]係圖1所示實施例中步驟S5的示意圖。 [圖2F]係圖1所示實施例中步驟S6的示意圖。 [圖2G]係圖1所示實施例中步驟S7的示意圖。 [圖2H]係本發明軟硬板結合結構的製作方法一實施例中步驟S7的示意圖。 [圖3]係本發明軟硬板結合結構的製作方法一實施例中之步驟S7的示意圖。 [圖4]係本發明軟硬板結合結構的製作方法一實施例中之步驟S7的示意圖。 [圖5]係本發明軟硬板結合結構的製作方法一實施例中步驟S8的示意圖。 [圖6]係本發明軟硬板結合結構一實施例之示意圖。 [圖7]係本發明軟硬板結合結構一實施例之示意圖。

100:軟硬板結合結構

11:玻璃層

111:曲形結構

12:蝕刻加速層

13:蝕刻保留層

131:階狀結構

14:元件層

15:保護層

D1:第一方向

L:邊線

T:玻璃層厚度

W1:距離

Claims

一種軟硬板結合結構的製作方法：提供一玻璃層，該玻璃層包含一加工面以及相對的一疊設面；設置一蝕刻加速層於該疊設面的一部上；設置一蝕刻保留層，覆蓋該玻璃層與該蝕刻加速層，該蝕刻保留層與該疊設面之間的剝離強度大於該蝕刻加速層與該疊設面的剝離強度；設置一元件層於該蝕刻保留層上；設置一保護層於該元件層上；於該加工面中的一部定義一蝕刻前處理區域，該蝕刻前處理區域位於該蝕刻加速層於一垂直方向上投影在該加工面的投影面積內，於該蝕刻前處理區域進行一表面處理步驟；以及一蝕刻步驟，自該加工面進行蝕刻，其中於移除該蝕刻加速層的一部份，使該蝕刻加速層與該蝕刻保留層之間形成一階狀結構，且位於該蝕刻加速層上方的殘餘玻璃層脫離該蝕刻加速層。
如請求項1所述的軟硬板結合結構的製作方法，其中於該蝕刻步驟中，還移除該蝕刻加速層的全部，該階狀結構形成在該蝕刻保留層上。
如請求項1所述的軟硬板結合結構的製作方法，其中該表面處理步驟包含貼附一膠膜於該蝕刻前處理區域以外的部分、以雷射的方式破壞該蝕刻前處理區域及以刻刀痕的方式破壞該蝕刻前處理區域中至少一者。
如請求項1所述的軟硬板結合結構的製作方法，其中於該蝕刻步驟中，位於該蝕刻保留層上的該玻璃層受蝕刻的一部份形成一曲形結構。
如請求項4所述的軟硬板結合結構的製作方法，進一步包含一移除步驟，移除該蝕刻加速層及具有該階狀結構的該蝕刻保留層的部分，使剩餘的該蝕刻保留層位於該玻璃層在該垂直方向上投影於該元件層的一頂面上的投影面積內。
如請求項1所述的軟硬板結合結構的製作方法，其中於該蝕刻加速層的厚度範圍在100至2000Å( Angstrum )之間；該蝕刻保留層的厚度範圍在100至10000Å( Angstrum )之間。
如請求項1所述的軟硬板結合結構的製作方法，其中在剝離角度為180 ^o，該蝕刻保留層與該疊設面之間的剝離強度大於600gf/inch；該蝕刻加速層與該疊設面的剝離強度小於100gf/inch。
如請求項1所述的軟硬板結合結構的製作方法，其中該蝕刻步驟為濕蝕刻或氣相蝕刻。
一種軟硬板結合結構，包含︰一保護層；一元件層，設置在該保護層上；一蝕刻保留層，設置在該元件層上，該蝕刻保留層的一頂面具有一階狀結構；以及一玻璃層，設置在該蝕刻保留層上，鄰接該階狀結構。
如請求項9所述的軟硬板結合結構，其中該蝕刻保留層的厚度範圍在100至10000Å( Angstrum )之間。
如請求項9所述的軟硬板結合結構，其中該玻璃層鄰接該階狀結構的側邊具有一曲形結構。
如請求項11所述的軟硬板結合結構，進一步包含一蝕刻加速層，位於該階狀結構上，該蝕刻加速層於一水平方向的長度等於該階狀結構的長度，該蝕刻加速層的厚度小於該階狀結構的厚度。
如請求項12所述的軟硬板結合結構，其中於該蝕刻加速層的厚度範圍在100至2000Å( Angstrum )之間。
如請求項9或12所述的軟硬板結合結構，還包含另一玻璃層，其中該階狀結構位在該蝕刻保留層的中央，該等玻璃層分別鄰接於該階狀結構的兩側。