TWI524998B - 基板之黏結及分離的方法 - Google Patents

Description

基板之黏結及分離的方法

本發明是有關於一種基板之黏結及分離的方法，且特別是有關於一種可撓性基板之黏結及分離的方法。

隨著顯示技術的快速發展，液晶顯示器、行動電話、筆記型電腦、以及數位相機等電子產品已成為市場上重要的電子產品。這些電子產品都具有顯示面板，以作為顯示影像的媒介。近年來，許多研究者致力於開發可撓性顯示面板，以進一步擴大顯示器的應用範圍。然而，製造可撓性顯示面板面臨許多困難。例如，在製造可撓性顯示面板的過程中，通常先將可撓性基板固定在一載板上，然後在可撓性基板上形成顯示面板的各種元件。待完成後，再將可撓性基板與載板分離，而得到可撓性的顯示面板。因此，在可撓性顯示面板的製造過程中，可撓性基板不僅必須能夠固定在載板上，而且必須能夠承受嚴峻的製程環境，之後還必須能夠與載板分離開。就目前的技術而言，上述的製造過程仍面臨許多困難。因此，目前亟需一種嶄新的方法，能夠將兩個基板黏結及分離，而且能夠承受嚴峻的製程環境。

本發明之一目的係提供一種基板之黏結及分離的方法，此方法包含以下步驟：提供一基板，基板具有一離型區以及一周邊區圍繞離型區；形成一第一矽膠層於離型區以及形成一第二矽膠層於周邊區，其中第一矽膠層及第二矽膠層分別包含相同的一矽膠主劑以及相同的一矽膠硬化劑，且第一矽膠層之矽膠主劑與矽膠硬化劑之體積比為約12：1至約15：1，第二矽膠層之矽膠主劑與矽膠硬化劑之體積比為約1：1至約5：1；貼合一對向基板至第一矽膠層及第二矽膠層；固化第一矽膠層及第二矽膠層，以黏結基板與對向基板；以及將基板之一部分與對向基板分離。

根據本發明一實施方式，基板與對向基板的其中一者為一可撓性基板，另一者為一剛性基板。

根據本發明一實施方式，分離基板之部分與對向基板之步驟包含：將基板位於離型區的一部分與對向基板分離。

根據本發明一實施方式，基板為一可撓性基板，且對向基板為一剛性基板。

根據本發明一實施方式，在分離基板之部分與對向基板之步驟前，更包含：形成一切割道於可撓性基板上，且切割道位於離型區內或介於離型區與周邊區之間。

根據本發明一實施方式，在固化第一矽膠層及第二矽膠層之後，更包括：形成一半導體元件於可撓性基板上。

根據本發明一實施方式，在固化第一矽膠層及第二矽膠層之後，更包括：形成一彩色濾光層於可撓性基板上。

根據本發明一實施方式，貼合對向基板至第一矽膠層及第二矽膠層的步驟包括：使用一滾筒將可撓性基板滾壓到剛性基板上。

根據本發明一實施方式，基板具有可撓性，且基板的周邊區包含一第一周邊區以及一第二周邊區，分別位於基板的相對兩側，且其中形成在第二周邊區之第二矽膠層的總量大於形成在第一周邊區之第二矽膠層的總量。

根據本發明一實施方式，貼合對向基板至在第一矽膠層及第二矽膠層的步驟包括：使用一滾筒將形成有第一矽膠層和第二矽膠層的基板，以第一周邊區之一側為起點，將基板滾壓到對向基板。

根據本發明一實施方式，貼合對向基板至第一矽膠層及第二矽膠層的步驟包括：在第一矽膠層與第二矽膠層之間形成連續性的一組成過渡區。

根據本發明一實施方式，形成第一矽膠層於離型區以及形成第二矽膠層於周邊區的步驟包含：使用一噴嘴將第一矽膠層噴塗到離型區，以及使用另一噴嘴將第二矽膠層噴塗到周邊區。

根據本發明一實施方式，形成第一矽膠層於離型區以及形成第二矽膠層於周邊區之步驟中，第一矽膠層僅覆蓋離型區之一部分，且第二矽膠層僅覆蓋周邊區之一部分。

100‧‧‧方法

110‧‧‧步驟

120‧‧‧步驟

130‧‧‧步驟

140‧‧‧步驟

150‧‧‧步驟

200‧‧‧基板

200a‧‧‧部分

210‧‧‧離型區

220‧‧‧周邊區

221‧‧‧第一周邊區

222‧‧‧第二周邊區

230‧‧‧組成過渡區

240‧‧‧半導體元件

241‧‧‧閘極

242‧‧‧絕緣層

243‧‧‧半導體層

244‧‧‧蝕刻終止層

245S‧‧‧源極

245D‧‧‧汲極

246‧‧‧保護層

247‧‧‧畫素電極

250‧‧‧彩色濾光層

250R‧‧‧紅色光阻層

250G‧‧‧綠色光阻層

250B‧‧‧藍色光阻

260‧‧‧切割道

310‧‧‧第一矽膠層

320‧‧‧第二矽膠層

400‧‧‧對向基板

410‧‧‧滾筒

第1圖繪示本發明一實施方式之基板之黏結及分離方法的流程圖。

第2圖繪示本發明一實施方式之基板之黏結及分離方法中一製程階段的上視示意圖。

第3圖繪示本發明一實施方式之基板之黏結及分離方法中一製程階段的上視示意圖。

第4圖繪示本發明一實施方式之基板之黏結及分離方法中一製程階段的側視示意圖。

第5圖繪示本發明一實施方式之基板之黏結及分離方法中一製程階段的剖面示意圖。

第6A及6B繪示本發明一實施方式之基板之黏結及分離方法中一製程階段的剖面示意圖。

第7圖繪示本發明一實施方式之基板之黏結及分離方法中一製程階段的剖面示意圖。

第8圖繪示本發明一實施方式之矽膠主劑與矽膠硬化劑之體積比與剝離強度之間的關係圖。

為了使本揭示內容的敘述更加詳盡與完備，下文針對了本發明的實施態樣與具體實施例提出了說明性的描述；但這並非實施或運用本發明具體實施例的唯一形式。以下所揭露的各實施例，在有益的情形下可相互組合或取 代，也可在一實施例中附加其他的實施例，而無須進一步的記載或說明。

在以下描述中，將詳細敘述許多特定細節以使讀者能夠充分理解以下的實施例。然而，可在無此等特定細節之情況下實踐本發明之實施例。在其他情況下，為簡化圖式，熟知的結構與裝置僅示意性地繪示於圖中。

以下揭露一種基板之黏結及分離的方法。具體來說，此方法是先將基板黏結至另一基板，之後再將兩者分離的方法。第1圖繪示本發明一實施方式之基板之黏結及分離的方法100的流程圖。方法100至少包含步驟110、步驟120、步驟130、步驟140以及步驟150。第2-7圖繪示方法100中各製程階段的示意圖。

在步驟110中，提供基板200，如第2圖所示。基板200具有至少一離型區210以及至少一周邊區220。在第2圖繪示的實施方式中，離型區210大致位於基板200的中間區域，周邊區220圍繞離型區210。基板200可以是可撓性基板或是剛性基板。在基板200為可撓性基板的實例中，基板200可例如為聚醯亞胺基板、聚對苯二甲酸乙二酯基板、聚萘二甲酸乙二酯基板或其他適合的高分子材料所製成的基板；或者，基板200可以是厚度小於100微米的可撓性玻璃基板。在基板200為剛性基板的實例中，基板200可例如為鹼石灰玻璃(soda lime glass)基板、無鈉玻璃基板或低鈉玻璃基板。

在步驟120中，在基板200的離型區210上形成第 一矽膠層310，並且在基板200的周邊區220上形成第二矽膠層320，如第3圖所示。第一矽膠層310及第二矽膠層320包含有相同的矽膠主劑成分以及相同的矽膠硬化劑成分，但是在第一矽膠層310及第二矽膠層320中，矽膠主劑與矽膠硬化劑的比例不同。具體而言，第一矽膠層310之矽膠主劑與矽膠硬化劑之體積比為約12：1至約15：1，第二矽膠層320之矽膠主劑與矽膠硬化劑之體積比為約1：1至約5：1。請注意，在第一矽膠層310與第二矽膠層320中使用成分相同、但比例不同的矽膠主劑與矽膠硬化劑，讓本發明之實施方式提供特殊的技術功效，下文將更詳細說明。

在一實施方式中，在形成第一矽膠層310及第二矽膠層320的步驟中，第一矽膠層310僅覆蓋離型區210的一部分，而且第二矽膠層320也僅覆蓋周邊區220的一部分。換言之，第一矽膠層310未覆蓋全部的離型區210，而且第二矽膠層320也沒有覆蓋全部的周邊區220。舉例而言，可以使用一噴嘴將第一矽膠層310噴塗到離型區210；並使用另一噴嘴將第二矽膠層320噴塗到周邊區220。再者，形成第一矽膠層310與第二矽膠層320的先後順序並無限制。例如，可以先形成第一矽膠層310，之後再形成第二矽膠層320；或者先形成第二矽膠層320，之後再形成第一矽膠層310；或者同時形成第一矽膠層310與第二矽膠層320。在第3圖繪示的實施方式中，第一矽膠層310及/或第二矽膠層320為長條狀的圖案。在其他實施方式中，第 一矽膠層310及/或第二矽膠層320可以是其他圖案，例如點狀圖案或網狀圖案(未繪示)。

在另一實施方式中，基板200的周邊區220包含第一周邊區221以及第二周邊區222。第一周邊區221與第二周邊區222分別位於基板200的相對兩側。在本實施方式中，形成在第二周邊區222中的第二矽膠層320的總量大於形成在第一周邊區221中的第二矽膠層320的總量。亦即，第二矽膠層320位於第二周邊區222的重量(或體積)大於第二矽膠層320位於第一周邊區221的重量(或體積)。具體而言，第二周邊區222中第二矽膠層320的重量(或體積)是第一周邊區221中第二矽膠層320的重量(或體積)的約2倍至約4倍，較佳為約2-3倍。例如，可以在第一周邊區221上形成1條的第二矽膠層320；而在第二周邊區222上，形成2-3條的第二矽膠層320。

在步驟130中，將對向基板400貼合至第一矽膠層310及第二矽膠層320上，如第4圖所示。在一實施方式中，基板200和對向基板400的其中一個是可撓性基板，另一個是剛性基板。例如，若基板200為可撓性基板，則對向基板400為剛性基板；或者，當基板200為剛性基板時，對向基板400則為可撓性基板。換言之，步驟120的第一矽膠層310及第二矽膠層320可以形成在剛性基板或可撓性基板上。

第4圖繪示基板200為可撓性基板的例示性實施方式。在此實施方式中，使用滾筒410將可撓性的基板200 滾壓到剛性的對向基板400上。在一具體實例中，滾筒410是以基板200的第一周邊區221之一側為起點，然後逐漸向第二周邊區222滾動。藉此將基板200滾壓到對向基板400上，並讓第一矽膠層310和第二矽膠層320夾置在基板200與對向基板400之間。在本實施方式中，第一矽膠層310與第二矽膠層320之間會形成一個連續性的組成過渡區230(繪示在第5圖中)。詳細地說，當滾筒410從第一周邊區221開始滾壓基板200後，第一周邊區221上的第二矽膠層320受到滾筒410的壓力而流向離型區210，並與原本位在離型區210中的第一矽膠層310混合，因此形成一個組成過渡區230。換言之，組成過渡區230中的矽膠層是由第一矽膠層310和第二矽膠層320混合而成，因此組成過渡區的組成成分介於第一矽膠層310與第二矽膠層320之間。此外，根據製程特性以及質量輸送原理，組成過渡區230中的矽膠主劑與矽膠硬化劑的比例會產生漸變性的變化。也就是說，組成過渡區230中的矽膠主劑及矽膠硬化劑的濃度是連續性的改變，所以在第一矽膠層310與第二矽膠層320之間不會產生不連續的成分及/或濃度的改變，因此形成一個連續性的組成過渡區。

在另一實施方式中，以滾筒410的移動方向而言，滾筒410滾壓的起始端與結束端兩側的第二矽膠層320的總量不同。具體的說，在步驟120中，位在滾筒滾壓結束端的第二周邊區222上塗佈有較多的第二矽膠層320，所以形成在第二周邊區222中的第二矽膠層320的總量大於形 成在第一周邊區221中的第二矽膠層320的總量。上述第二周邊區222中形成較多質量(或體積)的第二矽膠層320的原因在於，當滾筒410滾壓接近第二周邊區222時，滾筒410會推移較多質量的第一矽膠層310進入第二周邊區222，導致第二周邊區222中的第二矽膠層320被大量稀釋。因此，在一實施例中，第二周邊區222上形成有較多質量的第二矽膠層320，用以維持第二周邊區222中的矽膠主劑與矽膠硬化劑的成分比例。

在步驟140中，將第一矽膠層310及第二矽膠層320固化，讓基板200與對向基板400黏結在一起，如第5圖所示。第5圖是將第4圖所示之滾壓後的整體結構上下翻轉180度而繪製，因此第5圖的基板200位在對向基板400的上方。在一實施方式中，可以使用熱製程來固化第一矽膠層310及第二矽膠層320。熱製程的腔室溫度可例如為約200℃至約250℃。

固化後的第一矽膠層310及第二矽膠層320具有不同的剝離強度(黏著力)。如上述步驟120所述，第一矽膠層310中矽膠主劑與矽膠硬化劑之體積比為約12：1至約15：1，第二矽膠層320中矽膠主劑與矽膠硬化劑之體積比為約1：1至約5：1。第8圖繪示本發明一實施方式之矽膠主劑與矽膠硬化劑之體積比與剝離強度(或稱黏著力)之間的關係。如第8圖所示，當矽膠主劑與矽膠硬化劑之體積比為約12：1至約15：1時(即第一矽膠層)，剝離強度為約0.02牛頓(N)至約0.05牛頓(N)。當矽膠主劑與矽膠硬化劑之體積 比為約1：1至約5：1時(即第二矽膠層)，剝離強度為約0.15N至約0.31N。因此，位在離型區210的第一矽膠層310的剝離強度較小，而位在周邊區220的第二矽膠層320的剝離強度較大。此外，因為組成過渡區230的矽膠層的組成是介於第一矽膠層310與第二矽膠層320之間，所以組成過渡區230的矽膠層的剝離強度也會介於第一矽膠層310與第二矽膠層320之間，而且是漸變性地從鄰近周邊區220的一測向鄰近離型區210的一側遞減。

第一矽膠層310及第二矽膠層320包含有相同的矽膠主劑以及相同的矽膠硬化劑，而且第一矽膠層310及第二矽膠層320之間形成漸變性的組成變化，讓固化後的第一矽膠層310及第二矽膠層320具有極佳的穩定性。更詳細地說，根據本發明一比較例，在基板200的離型區210與周邊區220中分別形成紫外光硬化型的膠層及熱硬化型的膠層，硬化後的兩種膠層雖然可以黏結基板200與對向基板400，但是在後續製程中，這兩種膠層之間的介面會發生裂縫。本發明的發明人研究分析其原因後發現，因為這兩種膠層的基本組成不同，所以兩種膠層之間的介面是非連續性的組成變化。在高溫環境中，組成不連續的介面因受到熱應力而發生裂縫。基於上述的研究發現，而提出本發明。因此，本發明的其中一特徵在於，第一矽膠層310及第二矽膠層320包含有相同的矽膠主劑以及相同的矽膠硬化劑。除此之外，根據許多實驗結果和詳細分析，含有矽膠成分的多劑型膠材(例如，包含主劑及硬化劑的膠材) 能夠形成較佳的連續性介面。根據本發明的其他比較例，環氧樹脂種類的膠材或壓克力樹脂種類的膠材的熱穩定性不佳，而且不易形成連續性的介面。

在進行步驟140之後，可選擇性地在基板200上製造其他元件。在一實施方式中，在固化第一矽膠層310及第二矽膠層320之後，可非必要性地在可撓性的基板200的離型區210上形成半導體元件240，如第6A圖所示。此半導體元件240可以是任何型態或結構的半導體元件，例如電晶體、二極體、光感測器、太陽能電池或其他光電元件。在第6A圖繪示的實施方式中，半導體元件240包含閘極241、絕緣層242、半導體層243、蝕刻終止層244、源極245S、汲極245D、保護層246以及畫素電極247。閘極241配置於基板200上，可使用例如濺鍍、脈衝雷射氣相沈積、電子束蒸發、化學氣相沈積等方法形成閘極241。閘極241可以是單層結構或多層結構。閘極241可為具有導電性的金屬材料所製成，例如鉑、金、鎳、鋁、鉬、銅、釹、上述材料的合金或上述材料的組合。此外，可利用微影蝕刻製程來形成圖案化之閘極241。絕緣層242覆蓋閘極241，用以避免閘極241與源極245S、汲極245D及半導體層243直接接觸。能夠利用濺鍍、脈衝雷射氣相沈積、電子束蒸發、化學氣相沈積等方法來形成絕緣層242。絕緣層242可包含諸如氧化矽(SiO_x)或氮化矽(SiN_y)等無機材料或是具有介電特性之高分子有機材料。半導體層243配置在絕緣層242上。半導體層243可包含例如氧化銦鎵鋅 (IGZO)、氧化銦鋅(IZO)、氧化銦鎵(IGO)、氧化錫(ZnO)、氧化鎘‧氧化鍺(2CdO‧GeO₂)、氧化鎳鈷(NiCo₂O₄)或上述之組合。在其他實施例中，半導體層243也可以是非晶矽或多晶矽所製成。蝕刻終止層244覆蓋半導體層243的一部分，但另一部分的半導體層243未被蝕刻終止層244覆蓋而暴露出。更具體地說，半導體層243的不同兩側是暴露在蝕刻終止層244之外。蝕刻終止層244可例如為氧化矽所製成，但本發明不限於此。源極245S和汲極245D分別形成在半導體層243的不同兩側上，並且源極245S和汲極245D覆蓋一部分的蝕刻終止層244。在形成源極245S和汲極245D的過程中，通常會使用蝕刻製程成來形成源極245S和汲極245D，因此設置蝕刻終止層244以在蝕刻過程中保護半導體層243。在形成源極245S和汲極245D之後，形成保護層246覆蓋源極245S、汲極245D、絕緣層242以及蝕刻終止層244。保護層246用以保護其下的元件，並阻隔水氣及氧氣的滲透。保護層246可具有至少一個開口246H露出源極245S及/或汲極245D的一部分。畫素電極247形成在保護層246上，並且畫素電極247經由開口246H連接汲極245D。本發明所屬技術領域的通常知識者應瞭解，本發明之半導體元件並不限於第6A圖繪示的結構。根據本發明一實施方式，當基板200為可撓性基板時，能夠在可撓性基板上形成主動陣列結構，而形成可撓性的主動陣列基板。此可撓性的主動陣列基板可以應用在可撓性的液晶面板、可撓性的有機發光二極體面板、可撓性的電致 發光裝置或其他可撓性的裝置中。

在另一實施方式中，在固化第一矽膠層310及第二矽膠層320之後，可非必要性地在基板200的離型區210上形成彩色濾光層250，如第6B圖所示。彩色濾光層250可包含例如紅色光阻層250R、綠色光阻層250G及藍色光阻250B。根據本發明一實施方式，當基板200為可撓性基板時，能夠在可撓性的基板200上形成彩色濾光層250，而形成可撓性的彩色濾光片。換言之，根據本發明一實施方式，能夠製造出可撓性的主動陣列基板以及可撓性的彩色濾光片。上述可撓性的主動陣列基板以及可撓性的彩色濾光片能夠用以製造可撓性的液晶顯示面板。

在步驟150中，將基板200的一部分200a與對向基板400分離，如第7圖所示。更具體地說，步驟150包含將基板200位於離型區210的部分200a與對向基板400分離。在一具體實例中，進行步驟140之後，在進行步驟150之前，對可撓性基板200進行切割，以形成切割道260。切割道260可位於離型區210內，或者切割道260可以介於離型區210與周邊區220之間，如第6A圖及第6B圖所示。

根據以上的揭露的數個實施方式，當可撓性基板與剛性基板黏結後，其中的矽膠層具有極高的穩定性，能夠承受後續製程的高溫環境及嚴峻條件。因此，以上揭露的實施方式能夠應用於製造可撓性的顯示面板或其他可撓性的的電子裝置。

雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護 範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧方法

110‧‧‧步驟

120‧‧‧步驟

130‧‧‧步驟

140‧‧‧步驟

150‧‧‧步驟

Claims (12)

1. 一種基板之黏結及分離的方法，包含：提供一基板，該基板具有一離型區以及一周邊區圍繞該離型區；形成一第一矽膠層於該離型區以及形成一第二矽膠層於該周邊區，其中該第一矽膠層及該第二矽膠層分別包含相同的一矽膠主劑以及相同的一矽膠硬化劑，且該第一矽膠層之該矽膠主劑與該矽膠硬化劑之體積比為約12：1至約15：1，該第二矽膠層之該矽膠主劑與該矽膠硬化劑之體積比為約1：1至約5：1；貼合一對向基板至該第一矽膠層及該第二矽膠層；固化該第一矽膠層及該第二矽膠層，以黏結該基板與該對向基板；以及將該基板之一部分與該對向基板分離，其中該基板與該對向基板的其中一者為一可撓性基板，另一者為一剛性基板。
2. 如請求項1所述之方法，其中分離該基板之該部分與該對向基板之步驟包含：將該基板位於該離型區的一部分與該對向基板分離。
3. 如請求項1所述之方法，其中該基板為一可撓性基板，且該對向基板為一剛性基板。
4. 如請求項3所述之方法，在分離該基板之該部分與該對向基板之步驟前，更包含：形成一切割道於該可撓性基板上，且該切割道位於該離型區內或介於該離型區與該周邊區之間。
5. 如請求項3所述之方法，在固化該第一矽膠層及該第二矽膠層之後，更包括：形成一半導體元件於該可撓性基板上。
6. 如請求項3所述之方法，在固化該第一矽膠層及該第二矽膠層之後，更包括：形成一彩色濾光層於該可撓性基板上。
7. 如請求項3所述之方法，其中貼合該對向基板至該第一矽膠層及該第二矽膠層的步驟包括：使用一滾筒將該可撓性基板滾壓到該剛性基板上。
8. 如請求項1所述之方法，其中該基板具有可撓性，且該基板的該周邊區包含一第一周邊區以及一第二周邊區，分別位於該基板的相對兩側，且其中形成在該第二周邊區之該第二矽膠層的總量大於形成在該第一周邊區之該第二矽膠層的總量。
9. 如請求項8所述之方法，其中貼合該對向基板至 在該第一矽膠層及該第二矽膠層的步驟包括：使用一滾筒將形成有該第一矽膠層和該第二矽膠層的該基板，以該第一周邊區之一側為起點，將該基板滾壓到該對向基板。
10. 如請求項1所述之方法，其中貼合該對向基板至該第一矽膠層及該第二矽膠層的步驟包括：在該第一矽膠層與該第二矽膠層之間形成連續性的一組成過渡區。
11. 如請求項1所述之方法，其中形成該第一矽膠層於該離型區以及形成該第二矽膠層於該周邊區的步驟包含：使用一噴嘴將該第一矽膠層噴塗到該離型區，以及使用另一噴嘴將該第二矽膠層噴塗到該周邊區。
12. 如請求項1所述之方法，其中形成該第一矽膠層於該離型區以及形成該第二矽膠層於該周邊區之步驟中，該第一矽膠層僅覆蓋該離型區之一部分，且該第二矽膠層僅覆蓋該周邊區之一部分。