CN115925280A - 非对称钢化的超薄玻璃、制造方法以及显示面板 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了非对称钢化的超薄玻璃、制造方法以及显示面板，超薄玻璃包括：一超薄玻璃本体，超薄玻璃本体具有作为弯曲外径面的第一侧表面和作为弯曲内径面的第二侧表面，第一侧表面和第二侧表面被非对称钢化后，第一侧表面的第一表面压应力大于第二侧表面的第二表面压应力，并且，第一侧表面的第一离子交换层深度大于第二侧表面的第二离子交换层深度。本发明能够大大增强了超薄玻璃的弯曲外径面的表面性能，有效防止超薄玻璃自爆，增强压应力，并且提升钢化超薄玻璃的弯折性能。
Description
技术领域
本发明涉及面板制程领域，具体地说，涉及非对称钢化的超薄玻璃、制造方法以及显示面板。
背景技术
在5G时代，曲面屏手机是智能手机发展的主要潮流，随着触摸屏技术的进步与生产工艺创新，OLED屏因其性能优势，已在手机上得到更多应用。随着柔性曲面屏手机普及率越来越高，从而拉动了玻璃曲面屏的需求。近年已来，一大部分高端机型为满足其高品质的要求已经大量应用曲面玻璃防护屏。综上，未来采用玻璃曲面屏手机或是可折叠盖板在手机行业中的使用率将越来越高，玻璃曲面屏的视窗规模将逐步扩大。手机曲面屏需求规模将与手机市场保持同步快速增长，同时市场对曲面屏的要求也会越来越高。而超薄玻璃基片(UTG基片)作为可折叠盖板的重要组成部分，为实现更小或甚至R＝2mm的弯折半径的效果，超薄基片自身质量是关键。
图1是现有技术的对称钢化的超薄玻璃的受力示意图。如图1所示，现有技术的非对称钢化的超薄玻璃，其中，t为超薄玻璃的厚度，CS1为第一侧的表面压应力(Compressivestress,CS)，DOL1为第一侧的离子交换层深度(Depth of ion-exchanged layer,DOL)，CS2为第二侧的表面压应力，DOL2为第二侧的离子交换层深度，并且，CS1＝CS2，并且，DOL1＝DOL2。
根据力的平衡(两侧表面的压应力之和等于内部拉应力)，相当于图1中两个竖线填充相当于三角形的面积之和(S1+S2)等于点阵填充的正方形的面积S3：
整理得拉应力CT值(Central tension,CT)：
由于对称钢化CS1＝CS2，DOL1＝DOL2；
所以，在对称钢化玻璃中
当UTG基片的厚度小于100um，特别是小于50um，甚至是小于30um的超薄玻璃，由于厚度太薄，使得钢化后CT层(拉应力层)变薄，导致两个降低钢化强度的后果：
(一)CT层薄，导致拉应力值变大，玻璃有自爆风险，
(二)CT层薄，导致玻璃钢化后整体膨胀大，应力松弛，压应力降低。
因此，需要一种非对称钢化的超薄玻璃、制造方法以及显示面板。
发明内容
针对现有技术中的问题，本发明的目的在于提供非对称钢化的超薄玻璃、制造方法以及显示面板，克服了现有技术的困难，能够大大增强了超薄玻璃的弯曲外径面的表面性能，有效防止超薄玻璃自爆，增强压应力，并且提升钢化超薄玻璃的弯折性能。
本发明的实施例提供一种非对称钢化的超薄玻璃，包括：
一超薄玻璃本体，所述超薄玻璃本体具有作为弯曲外径面的第一侧表面和作为弯曲内径面的第二侧表面，所述第一侧表面和第二侧表面被非对称钢化后，所述第一侧表面的第一表面压应力大于所述第二侧表面的第二表面压应力，并且，所述第一侧表面的第一离子交换层深度大于所述第二侧表面的第二离子交换层深度。
优选地，所述第一侧表面和第二侧表面分别通过化学离子交换进行非对称钢化，提高所述第一侧表面和第二侧表面的表面强度。
优选地，随所述第一侧表面的第一表面压应力和第一离子交换层深度的增大，所述第一侧表面的拉应力增大。
本发明的实施例还提供一种非对称钢化的超薄玻璃，包括：
一超薄玻璃本体，所述超薄玻璃本体具有作为弯曲外径面的第一侧表面和作为弯曲内径面的第二侧表面，仅所述第一侧表面被钢化，所述第二侧表面的第二表面压应力和第二离子交换层深度均为0。
优选地，仅所述第一侧表面分别通过化学离子交换进行非对称钢化，仅提高所述第一侧表面的表面强度。
本发明的实施例还提供一种非对称钢化的超薄玻璃的制造方法，用于制造上述的非对称钢化的超薄玻璃，包括以下步骤：
S110、提供一超薄玻璃本体，所述超薄玻璃本体具有作为弯曲外径面的第一侧表面和作为弯曲内径面的第二侧表面；
S120、在所述超薄玻璃本体的第一侧表面和第二侧表面分别通过化学离子交换进行非对称钢化，令所述第一侧表面的第一表面压应力大于所述第二侧表面的第二表面压应力，并且，所述第一侧表面的第一离子交换层深度大于所述第二侧表面的第二离子交换层深度。
优选地，所述步骤S120中，所述第一侧表面和第二侧表面分别通过化学离子交换进行非对称钢化，提高表面强度。
本发明的实施例还提供一种非对称钢化的超薄玻璃的制造方法，用于制造上述的非对称钢化的超薄玻璃，包括以下步骤：
S210、提供一超薄玻璃本体，所述超薄玻璃本体具有作为弯曲外径面的第一侧表面和作为弯曲内径面的第二侧表面；
S220、仅在所述超薄玻璃本体的第一侧表面通过化学离子交换进行非对称钢化，所述第二侧表面的第二表面压应力和第二离子交换层深度均为0。
优选地，所述步骤S220中，仅所述第一侧表面分别通过化学离子交换进行非对称钢化，提高所述第一侧表面和第二侧表面的表面强度。
本发明的实施例提供另一种基于超薄玻璃的显示面板，包括使用上述的制造方法制造出的显示面板。
本发明的目的在于提供非对称钢化的超薄玻璃、制造方法以及显示面板，能够大大增强了超薄玻璃的弯曲外径面的表面性能，有效防止超薄玻璃自爆，增强压应力，并且提升钢化超薄玻璃的弯折性能。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显。
图1是现有技术的对称钢化的超薄玻璃的受力示意图。
图2是本发明的一种非对称钢化的超薄玻璃的受力示意图。
图3是本发明的一种非对称钢化的超薄玻璃的制造方法的流程图。
图4是本发明的另一种非对称钢化的超薄玻璃的受力示意图。
图5是本发明的另一种非对称钢化的超薄玻璃的制造方法的流程图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本申请所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用系统，本申请中的各项细节也可以根据不同观点与应用系统，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面以附图为参考，针对本申请的实施例进行详细说明，以便本申请所属技术领域的技术人员能够容易地实施。本申请可以以多种不同形态体现，并不限定于此处说明的实施例。
在本申请的表示中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的表示意指结合该实施例或示例表示的具体特征、结构、材料或者特点包括于本申请的至少一个实施例或示例中。而且，表示的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本申请中表示的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于表示目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括至少一个该特征。在本申请的表示中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
为了明确说明本申请，省略与说明无关的器件，对于通篇说明书中相同或类似的构成要素，赋予了相同的参照符号。
在通篇说明书中，当说某器件与另一器件“连接”时，这不仅包括“直接连接”的情形，也包括在其中间把其它元件置于其间而“间接连接”的情形。另外，当说某种器件“包括”某种构成要素时，只要没有特别相反的记载，则并非将其它构成要素排除在外，而是意味着可以还包括其它构成要素。
当说某器件在另一器件“之上”时，这可以是直接在另一器件之上，但也可以在其之间伴随着其它器件。当对照地说某器件“直接”在另一器件“之上”时，其之间不伴随其它器件。
虽然在一些实例中术语第一、第二等在本文中用来表示各种元件，但是这些元件不应当被这些术语限制。这些术语仅用来将一个元件与另一个元件进行区分。例如，第一接口及第二接口等表示。再者，如同在本文中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文中有相反的指示。应当进一步理解，术语“包含”、“包括”表明存在的特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组，但不排除一个或多个其他特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组的存在、出现或添加。此处使用的术语“或”和“和/或”被解释为包括性的，或意味着任一个或任何组合。因此，“A、B或C”或者“A、B和/或C”意味着“以下任一个：A；B；C；A和B；A和C；B和C；A、B和C”。仅当元件、功能、步骤或操作的组合在某些方式下内在地互相排斥时，才会出现该定义的例外。
此处使用的专业术语只用于言及特定实施例，并非意在限定本申请。此处使用的单数形态，只要语句未明确表示出与之相反的意义，那么还包括复数形态。在说明书中使用的“包括”的意义是把特定特性、区域、整数、步骤、作业、要素及/或成份具体化，并非排除其它特性、区域、整数、步骤、作业、要素及/或成份的存在或附加。
虽然未不同地定义，但包括此处使用的技术术语及科学术语，所有术语均具有与本申请所属技术领域的技术人员一般理解的意义相同的意义。普通使用的字典中定义的术语追加解释为具有与相关技术文献和当前提示的内容相符的意义，只要未进行定义，不得过度解释为理想的或非常公式性的意义。
图2是本发明的一种非对称钢化的超薄玻璃的受力示意图。如图2所示，本发明的一种非对称钢化的超薄玻璃，包括：一超薄玻璃本体1，超薄玻璃本体1具有作为弯曲外径面的第一侧表面CS1和作为弯曲内径面的第二侧表面CS2，第一侧表面CS1和第二侧表面CS2被非对称钢化后，第一侧表面CS1的第一表面压应力大于第二侧表面CS2的第二表面压应力，并且，第一侧表面CS1的第一离子交换层深度DOL1大于第二侧表面CS2的第二离子交换层深度DOL2。此处所称的钢化为一般习知技术，凡是可以在玻璃表面进行离子交换并形成玻璃表面压应力的方式皆包括。
在一个优选实施例中，可以通过浮法玻璃的锡面在化学强化时会降低离子交换速率，造成玻璃板锡面的表面压应力小于空气面；此时仍可使用化学冷弯与减薄面的再次强化方法来实现，但不以此为限。
在一个优选实施例中，第一侧表面CS1和第二侧表面CS2分别通过化学离子交换进行非对称钢化，提高第一侧表面和第二侧表面的面强度，但不以此为限。
在一个优选实施例中，随第一侧表面CS1的第一表面压应力和第一离子交换层深度DOL1的增大，第一侧表面CS1的拉应力增大，但不以此为限。
例如：当玻璃表面的钾离子受到足够的热能来克服在玻璃结构内进行扩散(diffusion)的活化能时，钾离子就会由表面的高浓度区域向玻璃中央的低浓度区域前进，钾离子进入玻璃内部的难度会随着扩散深度而逐渐增加，所以这是一个数学上复杂的过程，无法用简单的线性关系描述。随着钾离子逐渐深入玻璃内部，就表示应力层深度DOL在增加，但是玻璃表面的钾离子浓度会逐渐向玻璃内部扩散而减少，因此会导致玻璃表面的压应力会逐渐降低，这个过程就是所谓的应力松弛现象，而加热就是可以造成应力松弛的方法之一。藉由控制热处理温度与时间可以调整玻璃板两个表面的应力状况，可以为接下来的离子交换打好基础，有利于控制离子交换后的CS、DOL、以及曲面形状，特别是希望曲面玻璃板除了能再次有比较高的CS外，也希望能增加DOL，那么再次离子交换前的热处理较变得非要不可。众所周知的，对于超薄玻璃这类型产品而言，高CS代表会有较好的抗撞击能力，高DOL表示会有较佳的耐刮伤能力，商业应用上总是希求高CS与高DOL。
本发明通过对超薄玻璃本体两侧进行非对称钢化，能够大大增强了超薄玻璃的弯曲外径面的表面性能，有效防止超薄玻璃自爆，增强压应力，并且提升钢化超薄玻璃的弯折性能。
图3是本发明的一种非对称钢化的超薄玻璃的制造方法的流程图。参考图3，本发明的一种非对称钢化的超薄玻璃的制造方法，用于制造如图2所示的非对称钢化的超薄玻璃，包括以下步骤：
S110、提供一超薄玻璃本体1，超薄玻璃本体1具有作为弯曲外径面的第一侧表面CS1和作为弯曲内径面的第二侧表面CS2；
S120、在超薄玻璃本体1的第一侧表面CS1和第二侧表面CS2分别通过化学离子交换(例如使用硝酸钾溶液)进行非对称钢化，令第一侧表面CS1的第一表面压应力大于第二侧表面CS2的第二表面压应力，并且，第一侧表面CS1的第一离子交换层深度DOL1大于第二侧表面CS2的第二离子交换层深度DOL2。本实施例中的化学离子交换是溶液中的离子与某种离子交换剂上的离子进行交换的作用或现象，是借助于固体离子交换剂中的离子与稀溶液中的离子进行交换，以达到提取或去除溶液中某些离子的目的，是一种属于传质分离过程的单元操作。
在一个优选实施例中，步骤S120中，第一侧表面CS1和第二侧表面CS2分别通过化学离子交换进行非对称钢化，提高第一侧表面CS1和第二侧表面CS2的表面强度，但不以此为限。
本发明的非对称钢化方法为：使用任意一种方法使得玻璃两面产生差异，以CS1面作为弯折外径的面，CS2面作为弯折内径的面。在钢化过程，玻璃两面离子交换程度不同，导致CS1与CS2不同，DOL1与DOL2不同。
假设钢化后CS1不变，DOL1不变，CS2＜CS1，DOL2＜DOL1，那么公式拉应力CT值：
其中，分子(CS1×DOL1+CS2×DOL2)变小，同时，分母[t-(DOL1+DOL2)]变大，所以CT值会变小。因CS1与DOL1没有降低，所以弯折性能没有降低，在此前提下不对称钢化能使CT值降低。
为提升UTG弯折性能，CS与DOL需要尽量的高，但不是越高越好，原因是随着CS与DOL的增大，根据传统对称钢化应力公式:
得知，CT也会上升，自爆风险上升，所以CS与DOL有一个上限值。换句话说在对称钢化条件下，CT上限值对应一个CS上限值与DOL上限值。
非对称钢化可以突破对称钢化的CS上限值与DOL上限值，进一步提升钢化超薄玻璃的弯折性能。原因如前面描述，CS1与DOL没有降低前提下不对称钢化能使CT值降低，换句话既是在保持CT的上限值前提下，非对称钢化可以进一步提高CS1与DOL1，提升钢化超薄玻璃的弯折性能。
提升的幅度以CS2与DOL2的降低幅度决定，使用任意一种方法使得玻璃的另一面钢化过程离子交换率降低，最优的方法使得另一面在钢化过程无离子交换，使得CS2＝0，DOL2＝0。此时钢化超薄玻璃有理论上的最优弯折性能。
所以，本发明通过在超薄玻璃本体1的第一侧表面CS1和第二侧表面CS2分别通过硝酸钾溶液来进行化学离子交换实现非对称钢化(第一侧表面CS1和第二侧表面CS2分别处于不同浓度的溶液环境中)，令第一侧表面CS1的第一表面压应力大于第二侧表面CS2的第二表面压应力，并且，第一侧表面CS1的第一离子交换层深度DOL1大于第二侧表面CS2的第二离子交换层深度DOL2。则能够在分子不变的前提下，通过缩小分母[t-(DOL1+DOL2)]，来增大拉应力CT值，从而提高钢化超薄玻璃的弯折性能。但不以此为限。
本发明可以使用任意一种现有的强化方法使得UTG两面产生差异，使得钢化非对称，提高钢化超薄玻璃的弯折性能。
图4是本发明的另一种非对称钢化的超薄玻璃的受力示意图。如图4所示，本发明的一种非对称钢化的超薄玻璃，包括：一超薄玻璃本体1，超薄玻璃本体1具有作为弯曲外径面的第一侧表面CS1和作为弯曲内径面的第二侧表面CS2，仅第一侧表面CS1被钢化，第二侧表面CS2的第二表面压应力和第二离子交换层深度DOL2均为0。
在一个优选实施例中，仅第一侧表面CS1分别通过化学离子交换进行非对称钢化，仅提高第一侧表面CS1的表面强度，不对第二侧表面CS2进行化学离子交换，但不以此为限。
由于CS2、DOL2均为0，则拉应力CT值的公式变为
基于上述公式可知，此时的第一侧表面CS1和第一离子交换层深度DOL1可以获得上限值，也就是作为弯曲外径面的第一侧表面CS1具备最高的理论拉应力，从而提高了最容易破裂的弯曲外径面的第一侧表面CS1弯折性能，也就相当于增强了超薄玻璃整体的弯折性能。
图5是本发明的另一种非对称钢化的超薄玻璃的制造方法的流程图。考图5，本发明的一种非对称钢化的超薄玻璃的制造方法，用于制造如图4所示的非对称钢化的超薄玻璃，包括以下步骤：
S210、提供一超薄玻璃本体1，超薄玻璃本体1具有作为弯曲外径面的第一侧表面CS1和作为弯曲内径面的第二侧表面CS2；
S220、仅在超薄玻璃本体1的第一侧表面CS1通过化学离子交换进行非对称钢化，第二侧表面CS2的第二表面压应力和第二离子交换层深度DOL2均为0。
在一个优选实施例中，步骤S220中，仅第一侧表面CS1分别通过化学离子交换进行非对称钢化，提高表面强度，但不以此为限。
本发明的实施例提供一种基于超薄玻璃的显示面板，包括使用上述的制造方法制造出的显示面板，相关技术特征如前，此处不再赘述。
综上，本发明的目的在于提供非对称钢化的超薄玻璃、制造方法以及显示面板，能够大大增强了超薄玻璃的弯曲外径面的表面性能，有效防止超薄玻璃自爆，增强压应力，并且提升钢化超薄玻璃的弯折性能。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种非对称钢化的超薄玻璃，其特征在于，包括：
一超薄玻璃本体，所述超薄玻璃本体具有作为弯曲外径面的第一侧表面和作为弯曲内径面的第二侧表面，所述第一侧表面和第二侧表面被非对称钢化后，所述第一侧表面的第一表面压应力大于所述第二侧表面的第二表面压应力，并且，所述第一侧表面的第一离子交换层深度大于所述第二侧表面的第二离子交换层深度。
2.据权利要求1所述的非对称钢化的超薄玻璃，其特征在于，所述第一侧表面和第二侧表面分别通过化学离子交换进行非对称钢化，提高所述第一侧表面和第二侧表面的表面强度。
3.据权利要求1所述的非对称钢化的超薄玻璃，其特征在于，随所述第一侧表面的第一表面压应力和第一离子交换层深度的增大，所述第一侧表面的拉应力增大。
4.一种非对称钢化的超薄玻璃，其特征在于，包括：
一超薄玻璃本体，所述超薄玻璃本体具有作为弯曲外径面的第一侧表面和作为弯曲内径面的第二侧表面，仅所述第一侧表面被钢化，所述第二侧表面的第二表面压应力和第二离子交换层深度均为0。
5.据权利要求4所述的非对称钢化的超薄玻璃，其特征在于，仅所述第一侧表面分别通过化学离子交换进行非对称钢化，仅提高所述第一侧表面的表面强度。
6.一种非对称钢化的超薄玻璃的制造方法，用于制造如权利要求1所述的非对称钢化的超薄玻璃，其特征在于，包括以下步骤：
S110、提供一超薄玻璃本体，所述超薄玻璃本体具有作为弯曲外径面的第一侧表面和作为弯曲内径面的第二侧表面；
S120、在所述超薄玻璃本体的第一侧表面和第二侧表面分别通过化学离子交换进行非对称钢化，令所述第一侧表面的第一表面压应力大于所述第二侧表面的第二表面压应力，并且，所述第一侧表面的第一离子交换层深度大于所述第二侧表面的第二离子交换层深度。
7.据权利要求6所述的非对称钢化的超薄玻璃的制造方法，其特征在于，所述步骤S120中，所述第一侧表面和第二侧表面分别通过化学离子交换进行非对称钢化，提高所述第一侧表面和第二侧表面的表面强度。
8.一种非对称钢化的超薄玻璃的制造方法，用于制造如权利要求4所述的非对称钢化的超薄玻璃，其特征在于，包括以下步骤：
S210、提供一超薄玻璃本体，所述超薄玻璃本体具有作为弯曲外径面的第一侧表面和作为弯曲内径面的第二侧表面；
S220、仅在所述超薄玻璃本体的第一侧表面通过化学离子交换进行非对称钢化，所述第二侧表面的第二表面压应力和第二离子交换层深度均为0。
9.据权利要求8所述的非对称钢化的超薄玻璃的制造方法，其特征在于，所述步骤S220中，仅所述第一侧表面分别通过化学离子交换进行非对称钢化，提高表面强度。
10.一种基于超薄玻璃的显示面板，其特征在于，包括使用权利要求6至9中任意一项所述的制造方法制造出的显示面板。
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| CN (1) | CN115925280A (zh) |
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2022
- 2022-11-25 CN CN202211490491.3A patent/CN115925280A/zh active Pending
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