CN115064075A - 一种区域性厚度连续变化的柔性玻璃及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种区域性厚度连续变化的柔性玻璃及其制备方法和应用，通过多重刻蚀薄化工艺和化学抛光来实现，折叠区区域性厚度连续变化，有效解决了玻璃薄化后的耐冲击强度低的问题。利用区域性厚度连续变化的玻璃作为盖板材料，一方面避免了柔性塑料盖强度低和易刮花等缺陷。另一方面改善了UTG因板厚较薄而耐冲击性能较差的缺陷。可有效保护柔性显示屏，解决了柔性产品的保护问题，增加产品的价值和使用寿命。
Description
技术领域
本发明属于柔性显示领域，具体涉及一种区域性厚度连续变化的柔性玻璃及其制备方法和应用。
背景技术
随着社会的发展和科技的进步，玻璃在电子行业中得到广泛的应用，通常薄玻璃板厚为0.1mm-0.33mm。然而，上述厚度的薄玻璃任性和柔软性不佳，无法满足边缘为曲面的屏幕亦或是当前对弯曲程度及次数都要求极高的折叠屏应用，而板厚≤0.1mm的超薄玻璃虽然具有优异的柔韧性，可达到R1甚至R0.5的弯折效果，但是由于玻璃板厚过薄，耐冲击性能远低于0.1-0.33mm玻璃。
根据柔性折叠产品的使用寿命，可弯折次数需要达到20万次及以上，弯折性能成为评价折叠屏最重要的性能。目前能满足如此苛刻弯折需求的保护盖板以有机材料CPI(无色聚酰亚胺)及无机材料UTG(超薄玻璃)为代表，但有机材料CPI因使用寿命及耐刮擦能力远不如超薄玻璃，因而未来的折叠屏发展趋势很可能以UTG作为柔性盖板，进行模组的组装及量产。
此外，手机或电脑等消费类产品总是存在跌落及刮擦的风险，提升柔性折叠产品保护盖板的耐冲击性能尤为重要，而对于板厚小于0.1mm的UTG而言，因厚度较薄而大大降低了其耐冲击性能。
发明内容
为改善上述技术问题，本发明提供了一种区域性厚度连续变化的柔性玻璃及其制备方法，结合了0.1-0.33mm玻璃良好的耐冲击性能和板厚≤0.1mm的超薄玻璃优异的柔韧性，制备的区域性厚度连续变化的柔性玻璃的折叠的区域厚度连续变薄，形成厚度从折叠区域中心向非折叠区方向逐渐变厚，即折叠区厚度变化过渡均匀，产品具有优异弯折与耐冲击性能，折叠区区域性厚度连续变化通过多重刻蚀薄化工艺和化学抛光来实现，有效解决了玻璃薄化后的耐冲击强度低的问题。
本发明还有一个目的在于提供一种区域性厚度连续变化的柔性玻璃的应用，用于柔性显示领域，制作柔性折叠显示产品的保护盖板，如柔性显示器的视窗盖板，提高盖板耐冲击性能，在保持UTG固有优势的基础上，提升了产品的安全与可靠性。
本发明具体技术方案如下：
一种区域性厚度连续变化的柔性玻璃的制备方法，包括以下步骤：
1)在玻璃一面涂布光阻；
2)采用光罩掩盖涂有光阻的玻璃，露出玻璃中间曝光区域，进行曝光显影，再去除光罩，去除曝光区域光阻；
3)在光阻去除区域，刻蚀，减薄曝光区域玻璃厚度；
4)重复步骤2)和步骤3)若干次，直至折叠区区域均被刻蚀，重复时每次用的光罩所露出曝光区域比前一次光罩所露出曝光区域大；
5)继续曝光显影玻璃表面剩余光阻，除去光阻；
6)采用化学抛光对刻蚀区域处理，使刻蚀区玻璃厚度连续变化，即得。
步骤1)中所述玻璃涂布光阻前用Plasma等离子清洗机对玻璃清洁；
步骤1)中所用的玻璃板厚T为0.07-0.33mm，玻璃尺寸为6-21英寸；
步骤1)中用Plasma等离子清洗机对玻璃清洁后，采用光阻PR试剂涂布在玻璃表面，光阻涂布厚度在1-100μm。
步骤2)中光罩的主要作用：光罩遮盖玻璃两侧区域，露出中间曝光区域，使暴露的涂覆在玻璃表面的光阻曝光显影后，可清洗脱模蚀刻图形。
步骤2)中，所述曝光显影具体为：玻璃表面PR光阻置于UV光源下曝光显影1-60s，光罩未遮挡的区域，曝光后的PR光阻溶于显影液，可清洗去除，露出玻璃。
步骤3)中，所述刻蚀是酸液刻蚀，单次酸液蚀刻的矩形深度d的取值范围为5-15μm。
步骤4)中，重复步骤2)和步骤3)若干次，直至玻璃刻蚀减薄厚度D为30-200μm，获得的玻璃折叠区厚度被刻蚀减薄。
步骤5)中所述曝光显影，将玻璃上剩余光阻置于UV光源下曝光显影，曝光时间在1-60s，曝光后的光阻溶于显影液，可清洗去除。
步骤6)中所述化学抛光是指通过含HF酸液对玻璃进行整面性酸蚀，既可以薄化玻璃厚度也可以将刻蚀区域进行光滑连续变化处理。
步骤6)之后，对产品清洗，获得区域性厚度连续变化的柔性玻璃。
所述清洗是指对除去光阻的产品采用超声方式清洗，获得洁净度高的玻璃。
本发明提供的一种区域性厚度连续变化的柔性玻璃，采用上述方法制备得到，在折叠区，厚度均匀变化。
本发明提供的一种区域性厚度连续变化的柔性玻璃的应用，用于柔性显示领域，制作柔性折叠显示产品的保护盖板。
本发明利用区域性厚度连续变化的柔性玻璃作为盖板材料，一方面避免了柔性塑料盖强度低和易刮花等缺陷。另一方面改善了UTG因板厚较薄而耐冲击性能较差的缺陷。有效保护柔性显示屏，解决了柔性产品的保护问题，增加产品的价值和使用寿命。且厚度连续均匀变化情况下，由厚到薄的过渡光学差异最小可，有利于光学补充胶填充后的外观效果。
附图说明
图1是区域性厚度连续变化的柔性玻璃加工工艺示意图；
图2是酸蚀蚀刻后玻璃截面示意图；
图3是酸抛后玻璃截面形态示意图。
具体实施方式
本发明提供的一种区域性厚度连续变化的柔性玻璃制备方法，包括以下步骤：
1)先用Plasma等离子清洗机对对玻璃清洁，清洁后在玻璃的一面涂布PR光阻；所采用的玻璃板厚T为0.07-0.33mm，玻璃尺寸为6-21英寸，采用的光阻PR试剂涂布在玻璃表面，涂布厚度在1-100μm。
2)采用MASK光罩掩盖两侧区域，露出中间区域为曝光区域，置于UV光源下曝光显影1-60s；然后清洗脱模蚀刻图形，露出中间曝光区域的玻璃。所述MASK光罩为矩形图案，以矩形图案为例，单次单边曝光矩形宽度为l，被MASK光罩遮挡的光阻曝光后不溶于显影液，未被遮挡部分曝光后溶于显影液，PR光阻清洗去除，露出玻璃。
3)在PR光阻去除区域，通过酸液蚀刻特定的深度形成矩形图案，单次酸液蚀刻的矩形深度d的取值范围为5-15μm，单次单边曝光矩形宽度为l与d之间的关系满足5≤l/d≤500，优选的50≤l/d≤100。
玻璃折叠区域所要满足的折叠半径设计折叠区域的宽度L＝πR；R为弯折半径，根据玻璃弯折特性，设计满足弯折半径折叠区域厚度即玻璃最薄处厚度为t；原始玻璃板厚T，玻璃刻蚀减薄厚度D，非弯折区到弯折区的变化形态加工完成后，仍需对整体厚度进行抛光薄化，抛光薄化厚度为t′，以上满足T＝t+t′+D；所述区域性厚度连续变化的柔性玻璃，根据所述折叠区域的宽度L、单次酸液蚀刻的矩形深度d和玻璃刻蚀减薄厚度D，设定用于形成所述折叠区域的单次单边曝光矩形宽度为l＝πR/(2n-1)，以弯折中心向宽度向的左右两边是对称刻蚀，其中最中心的为第一次刻蚀，第一次单次刻蚀宽度为l，之后每次刻蚀宽度是2l，刻蚀n次后，总宽度为(2n-1)×l，此宽度即为折叠区域的宽度L；其中刻蚀次数即薄化加工次数n＝D/d；
4)更换MASK光罩，重复步骤2)和3)，刻蚀n此后，刻蚀区域呈台阶形态；经过步骤4)之后，玻璃刻蚀减薄厚度D范围为30-200μm，此时弯折区厚度为T-D或t+t′，重复过程中第n次所使用MASK光罩曝光区的宽度L＝(2n-1)×l；优选地L宽度范围为5-30mm。
5)继续曝光玻璃表面剩余光阻，显影后除去表面光阻。
6)抛光处理：过含HF酸液对玻璃进行整面性酸蚀，既可以薄化玻璃厚度也可以将刻蚀区域进行光滑连续变化处理，通过上述抛光薄化，薄化厚度为t′。
7)对产品清洗，获得区域性厚度连续变化的柔性玻璃。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例中未注明具体技术或条件者，均可以按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。
实施例1
一种区域性厚度连续变化的柔性玻璃的制备方法，包括以下步骤：
1)用Plasma等离子清洗机对玻璃清洁，清洁后在玻璃的另一面涂布光阻；
1-1)先用Plasma等离子清洗机对玻璃板厚T为0.2mm，尺寸为6英寸的玻璃清洁处理。
1-2)将清洁好的玻璃表面涂布PR光阻，PR光阻的厚度控制在15μm；满足的折叠半径设计折叠区域的宽度L＝πR；R为弯折半径，为5mm；L＝15.7mm；
2)采用单次单边曝光矩形宽度为l为3.14mm MASK光罩将玻璃掩盖，暴露出弯折区中间位置宽度为3.14mm的PR光阻，然后置于UV光源下曝光显影45s，去掉MASK光罩，未被MASK光罩遮挡的PR光阻在曝光后溶于显影液，清洗后光阻去除；露出中间位置宽度为3.14mm的PR光阻；
3)光阻去除后的玻璃中间区域采用酸液蚀刻处理，蚀刻的形状为矩形，蚀刻时间为50s，单次酸液蚀刻的矩形深度d为10μm，酸液蚀刻后的图案为矩形。
4)重复步骤2)，采用曝光区域宽度为9.42mm MASK光罩将玻璃掩盖，露出弯折区中间区域，然后将玻璃置于UV光源下曝光显影45s，去掉MASK光罩，未被MASK光罩遮挡的PR光阻在曝光后溶于显影液，清洗后光阻去除，露出玻璃。
5)PR光阻去除后的玻璃区域，采用酸液蚀刻处理玻璃，蚀刻的形状为矩形，蚀刻时间为50s，d为10μm，酸液蚀刻后的图案变成叠加的矩形。
6)继续重复步骤2)，采用曝光区域宽度为15.7mm MASK光罩将玻璃掩盖，然后将玻璃置于UV光源下曝光显影45s，去掉MASK光罩，未被MASK光罩遮挡的PR光阻在曝光后溶于显影液，清洗后光阻去除。
7)继续在光阻去除后的区域，采用酸液蚀刻处理玻璃，蚀刻的形状为矩形，蚀刻时间为50s，蚀刻深度d为10μm，酸液蚀刻后的图案变成叠加的矩形。玻璃刻蚀减薄厚度D＝30μm；
8)将获区域性厚度连续变化的柔性玻璃置于UV光源下曝光显影，UV光照45s后，溶于显影液，清洗光阻。
9)含HF酸液对玻璃进行整面性酸蚀进行化学抛光，弯折区和非弯折区同步抛光薄化厚度为t′＝100μm，所获得的玻璃非弯折区厚度为100μm，弯折半径折叠区域厚度即玻璃最薄处厚度为t＝70μm，同时将酸液蚀刻后的图案的槽体棱角区域平滑处理，获得区域性厚度连续变化的柔性玻璃。
10)对上述不等厚玻璃产品采用超声清洗的方式清洗，获得洁净度高的区域性厚度连续变化的柔性玻璃。
实施例2
一种区域性厚度连续变化的柔性玻璃的制备方法，包括以下步骤：
1)用Plasma等离子清洗机对玻璃清洁，清洁后在玻璃的另一面涂布光阻；
1-1)先用Plasma等离子清洗机玻璃对板厚为0.2mm，尺寸为8寸的玻璃清洁处理。
1-2)将清洁好的玻璃表面涂布PR光阻，PR光阻的厚度控制在30μm；满足的折叠半径设计折叠区域的宽度L＝πR；R为弯折半径，为3mm；L＝9.42mm；
2)采用单次单边曝光矩形宽度为l为3.14mm MASK光罩将玻璃掩盖，然后将玻璃置于UV光源下曝光显影45s，去掉MASK光罩，未被MASK光罩遮挡的PR光阻在曝光后溶于显影液，清洗后光阻去除。
3)光阻去除后的区域，采用酸液蚀刻处理玻璃，蚀刻的形状为矩形，单次酸液蚀刻的矩形深度d＝15μm，酸液蚀刻后的图案为矩形。
4)重复步骤2)，采用曝光区域宽度为9.42mm MASK光罩将玻璃掩盖，然后将玻璃置于UV光源下曝光显影45s，去掉MASK光罩，未被MASK光罩遮挡的PR光阻在曝光后溶于显影液，清洗后光阻去除。
5)光阻去除后的区域，采用酸液蚀刻处理玻璃，蚀刻的形状为矩形，矩形蚀刻深度为d＝15μm，酸液蚀刻后的图案变成叠加的矩形；玻璃刻蚀减薄厚度D＝30μm。
6)将获区域性厚度连续变化的柔性玻璃置于UV光源下曝光显影，UV光照45s后，溶于显影液，清洗光阻。
79)含HF酸液对玻璃进行整面性酸蚀进行化学抛光，弯折区和非弯折区同步抛光薄化厚度为t′＝100μm，将酸液蚀刻后的图案的槽体棱角区域平滑处理，所获得的玻璃非弯折区厚度为100μm，弯折半径折叠区域厚度即玻璃最薄处厚度为t＝70μm，获得区域性厚度连续变化的柔性玻璃。
8)对化学抛光后的产品采用超声清洗的方式清洗，获得洁净度高的区域性厚度连续变化的柔性玻璃。
Claims (10)
1.一种区域性厚度连续变化的柔性玻璃的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
1)在玻璃一面涂布光阻；
2)采用光罩掩盖涂有光阻的玻璃，露出玻璃中间曝光区域，进行曝光显影，再去除光罩，去除曝光区域光阻；
3)在光阻去除区域，刻蚀，减薄曝光区域玻璃厚度；
4)重复步骤2)和步骤3)若干次，直至折叠区区域均被刻蚀，重复时每次用的光罩所露出曝光区域比前一次光罩所露出曝光区域大；
5)继续曝光显影玻璃表面剩余光阻，除去光阻；
6)采用化学抛光对刻蚀区域处理，使刻蚀区玻璃厚度连续变化，即得。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述玻璃涂布光阻前用Plasma等离子清洗机对玻璃清洁。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中光阻涂布厚度在1-100μm。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述曝光显影具体为：玻璃表面PR光阻置于UV光源下曝光显影1-60s。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤3)中，所述刻蚀是酸液刻蚀，单次酸液蚀刻的矩形深度d的取值范围为5-15μm。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤骤4)中，重复步骤2)和步骤3)若干次，玻璃刻蚀减薄厚度D为30-200μm。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤5)中所述曝光显影，将玻璃上剩余光阻置于UV光源下曝光显影，曝光时间在1-60s。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤6)中所述化学抛光是指通过含HF酸液对玻璃进行整面性酸蚀。
9.一种权利要求1-8任一项所述制备方法制备的区域性厚度连续变化的柔性玻璃。
10.一种权利要求1-8任一项所述制备方法制备的区域性厚度连续变化的柔性玻璃的应用，其特征在于，用于柔性显示领域。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20220916 |