透明复合基板及其应用之触控面板的制作方法_2

文档序号:8563036阅读:来源:国知局
为玻璃基板110-结合层130-蓝宝石基板120-结合层130-玻璃基板110的多层复合基板以增加触控面板的强度。
[0034]请参阅图4,图4绘示依据本实用新型其他部分实施方式的一种透明复合基板的剖面图。图4沿用部分图1中的元件标号与部分内容,并采用相同的标号来表示相同或近似的元件,并且省略了相同技术内容的说明。关于省略部分的说明可参考前述实施例,下述实施例不再重复赘述。
[0035]如图4所示,一复合基板400包含玻璃基板110与蓝宝石基板120,一结合层430位于玻璃基板I1与蓝宝石基板120之间令使玻璃基板110与蓝宝石基板120键合。此夕卜,复合基板400更包含一无机材料层410位于结合层430与蓝宝石基板120之间,其中无机材料层410为一娃层或一二氧化娃层。无机材料层410能使玻璃基板110与蓝宝石基板120之间达到更高的键合强度。
[0036]图4所示的透明复合基板系藉由一外加电场来进行键合,其为一电化学反应过程。举例来说,蓝宝石基板120的上表面122系连结至外加电场的阳极,而玻璃基板110的下表面112系连结至外加电场的阴极。玻璃基板110中的碱金属离子,如钠离子、钾离子与钙离子,将往阴极方向移动并聚集至玻璃基板110的下表面114,在紧邻无机材料层410的玻璃基板110上表面112处形成带有负电荷的耗尽层。带有正电荷的无机材料层410与带有负电荷的耗尽层之间产生了巨大的静电场吸引力,驱使玻璃基板110透过无机材料层410与蓝宝石基板120紧密结合。此外,在高温环境下玻璃基板110上表面112因碱金属离子迀移而残留的氧离子会与无机材料层410中的硅再进行化学反应,形成牢固的硅-氧-硅键结于结合层430中。此键合牢固、稳定的关键是结合层430内需有足够的硅-氧-硅键结形成。
[0037]在本实用新型之部分实施例中,当无机材料层410为硅层时,硅层之厚度为I微米至10微米,而当无机材料层410为二氧化娃层时,二氧化娃层之厚度为I微米至10微米。
[0038]请继续参阅图5,图5绘示依据本实用新型部分实施方式的一种透明复合基板的制备方法流程图。此制备方法先进行步骤510,提供一第一透明基板以及一第二透明基板。其中第一透明基板为玻璃基板110,而第二透明基板为蓝宝石基板120,以制备如图1所示之透明复合基板100。或者第一透明基板与第二透明基板均为玻璃基板210与220或蓝宝石基板310与320,以分别用于制备如图2或图3所示之透明复合基板200与300。
[0039]接着进行步骤520,清洗第一透明基板与第二透明基板的表面。由于键合面的清洁度将会影响到键合的强度,在键合前先以水、酒精、丙酮、或其组合来清洁第一透明基板与第二透明基板的表面灰尘与微粒。此外,键合面的平整度同样会影响键合强度,在清洗前可先研磨第一透明基板与第二透明基板的表面以得到较为光滑且平整的表面。
[0040]请继续参阅步骤530,激活第一透明基板与第二透明基板欲键合的结合面,以使此些表面吸附一羟基。在高温且高能量的环境下利用等离子气体,如氮气、氩气、氖气,产生离子或中性原子物理性轰击第一透明基板与第二透明基板欲键合的结合面,使其能吸附羟基。以图1为例,在玻璃基板110与蓝宝石基板120的表面和体内,有一些氧原子处于不稳定状态。在一定条件下,此些氧原子可得到能量而离开硅原子与铝原子,使表面产生悬挂键(dangling bond)。以等离子气体激活玻璃基板110的上表面112与蓝宝石基板120的下表面124,使玻璃基板110与蓝宝石基板120形成亲水性的上表面112与下表面124,能吸附羟基并形成硅醇键结与铝醇键结。在本实用新型之部分实施例中,等离子气体使用低温等离子气体。在本实用新型之其他实施例中,可先将环境抽成真空再通入等离子气体,以增加制程效率。
[0041]请继续参阅步骤540,叠合第一透明基板与第二透明基板激活后的表面,并形成一接触面于第一透明基板与第二透明基板之间。请同时参阅图1,叠合激活后的玻璃基板110上表面112与激活后的蓝宝石基板120下表面124,以形成一接触面于玻璃基板110与蓝宝石基板120之间。由于上表面112与下表面124具亲水性,使得水分子能较容易地附着在其上,并在接触面形成氢键(hydrogen bonding)桥梁互相吸引。此时的结合强度远大于原子间的凡得瓦力(van der Waals force),因此较易达成初步的结合。
[0042]最后请参阅步骤550,退火第一透明基板与第二透明基板,以在接触面形成一结合层。在完成初步结合后,玻璃基板110与蓝宝石基板120 —同置于气氛炉中加热,进行高温退火(annealing)处理。在充分退火后,上表面112与下表面124之间氢键消除,形成氧化键(_0-0-、-0-),使接触面原子间隙缩短。同时,玻璃基板110上表面的硅醇键结与蓝宝石基板120下表面124的铝醇键结发生聚合反应,在接触面形成具有硅-氧-铝键结的结合层130,而能使玻璃基板110与蓝宝石基板120达到稳定复合。
[0043]值得注意的是,图5绘示的制备方法流程图并不限于制备第1-3图的透明复合基板,其同样可用于制备图4所示之透明复合基板。举例来说,可先将蓝宝石基板120的下表面124镀上一层无机材料层410,再进行清洗、激活、叠合以及退火等步骤形成一结合层430于蓝宝石基板120与玻璃基板110之间。在此实施例中,结合层430中具有硅-氧-硅键结,而能使蓝宝石基板120与玻璃基板110达到稳定复合。
[0044]接着请参阅图6,图6绘示依据本实用新型部分实施方式的一种复合基板的制备方法流程图。请在参阅图6的同时一并参阅图4所绘示的透明复合基板400。此制备方法先进行步骤610,提供一蓝宝石基板120以及一玻璃基板110,以制备如图4所示之复合基板 400。
[0045]接着进行步骤620,清洗玻璃基板110与蓝宝石基板120的表面。由于键合面的清洁度将会影响到键合的强度,在键合前先以水、酒精、丙酮、或其组合来清洁玻璃基板110与蓝宝石基板120的表面灰尘与微粒。此外,键合面的平整度同样会影响键合强度,在清洗前可先研磨玻璃基板110与蓝宝石基板120的表面以得到较为光滑且平整的表面。
[0046]接着请参阅步骤630,形成一无机材料层410于蓝宝石基板120的一下表面124,其中无机材料层为一硅层或一二氧化硅层。在图4中,无机材料层410形成于蓝宝石基板120的下表面124,并接触蓝宝石基板120。在本实用新型之其他部分实施例中,系利用镀膜方式形成无机材料层410,且当无机材料层410为硅层时,硅层之厚度为I微米至10微米,而当无机材料层410为二氧化硅层时,二氧化硅层之厚度为I微米至10微米。
[0047]接着请参阅步骤640,叠合蓝宝石基板120与玻璃基板110,并形成一接触面于无机材料层410与玻璃基板110之间。请继续参阅图4,下表面124具有无机材料层410的蓝宝石基板120与玻璃基板110叠合,并于无机材料层410与玻璃基板110之间形成一接触面。
[0048]接着请参阅步骤650,施加一电场于蓝宝石基板120与玻璃基板110,其中蓝宝石基板120系连接至电场之阳极,玻璃基板110系连接至电场之阴极。叠合后的蓝宝石基板120与玻璃基板110将置入键合机中进行复合。键合机施加电场至蓝宝石基板120与玻璃基板110,而蓝宝石基板120的上表面122系连接至电场之阳极,玻璃基板110的下表面114则连接至电场之阴极。在刚施加外加电场时,将产生较大的电流脉冲,当电流脉冲将逐渐减小至零代表键合已经完成。在本实用新型之部分实施例中,外加电场的电压值为300伏特至800伏特,优选为360伏特。
[0049]外加电场使玻璃基板110中的离子进行迀移,玻璃基板110中的碱金属离子,如钠离子、钾离子与钙离子,将往阴极方向移动并聚集至玻璃基板110的下表面114附近,在
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