TW202129611A - 製造柔性蓋板的方法 - Google Patents

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Abstract

本發明係揭示一種製造柔性蓋板的方法。該柔性蓋板包括一平面部分以及從該平面部分連續延伸的折疊部分,其中該折疊部分比該平面部分薄。該方法包括:在一玻璃基板上形成一光阻層;圖案化該光阻層以形成用以在該玻璃基板上形成該折疊部分之漸變光阻圖案層;使用該漸變光阻圖案層作為一遮罩以形成該折疊部分,其具有一在該折疊部分與該平面之間形成之傾斜部分;移除該漸變光阻圖案層,以及強化該玻璃基板。

Description

製造柔性蓋板的方法
本發明係關於一種製造基於玻璃的柔性蓋板之方法,其中確保了強度與折疊特性並且改善了一折疊部分的一邊界處之可見性。
近年來,電氣與電子技術正在迅速發展,滿足新時代與各種消費者需求的各種類型之顯示產品不斷問世,其中,有關可以折疊與展開螢幕的柔性顯示器的研究正在積極地進行中。
以柔性顯示器來說,基本上是從折疊,彎曲與伸展等形式開始研究,而且不僅是顯示面板,用以保護顯示面板的蓋板(cover window)也需要以一種可撓的方式形成。
此種柔性蓋板應基本上具有良好的可撓性,即使在重複折疊時也不應在折疊部分上留下痕跡,並且在重複折疊期間,影像品質不會失真。
現有的柔性顯示器蓋板已在顯示面板的表面上使用了聚合物薄膜,例如PI或PET膜。
然而,聚合物薄膜的機械強度低,使得聚合物薄膜只能防止顯示面板的刮痕,但是容易受到衝擊。聚合物薄膜還具有低透射率,而且已知是相對昂貴的。
此外,這類聚合物薄膜會隨著顯示器的折疊次數增加,在折疊部分遺留標記,導致折疊部分損壞。舉例來說,在折疊測試時(通常為200,000次),聚合物薄膜會被壓縮或撕裂。
近來,已經有各種關於玻璃蓋板的研究,用以克服因為聚合物薄膜製成的蓋板之限制。
以玻璃蓋板來說,基本的物理性能需滿足折疊特性,螢幕不會變形,而且即使在一定壓力下或與觸摸筆等反覆接觸下也具有足夠的強度。
玻璃不僅需要具有一定或更大的厚度以滿足蓋板的強度特性,而且還需要具有一定或較小的厚度以滿足玻璃蓋板的折疊特性。因此,有需要一種在不使螢幕變形的情況下滿足強度特性與折疊特性之蓋板結構。
以先前技術來說,韓國專利申請案第10-2017-0122554號(題為可折疊顯示裝置(Foldable Display Device))係揭示一種具有薄的折疊部分之蓋板。
在傳統技術中,蓋板的厚度在0.2mm至2.0mm的範圍內,並且蓋板被折疊的折疊部分之最小厚度在0.05mm至0.15mm的範圍內,隨著距折疊線的距離(定義為最小厚度的線)的距離增加,蓋板的厚度將會變厚。
然而,傳統技術由於蓋板相對較厚而難以應用於輕便型顯示裝置,還有折疊特性也需要改善,因此有研究藉由使用2.0mm或更小的薄玻璃板與折疊部分,以便同時改善強度特性和厚度的特性。
有鑒於此需求,本發明揭示了一種柔性蓋板(韓國專利申請案號10-2019-0027399)。
在上述技術中,係提供一種玻璃柔性顯示器所用之蓋板,其中在顯示器折疊的區域中會形成細長的折疊部分。
在此,如圖1所示,折疊部分在兩側逐漸變厚以形成傾斜部分,該傾斜部分連接至蓋板的平面區域,這使得蓋板的可見性不佳,這是因為在該區域的光會被反射。
如圖2所示,其中可看到折疊部分與平面部分之間的邊界處有反射表面,所以在螢幕上會發生變形或解析率變低。因此,在使用柔性蓋板時,需要解決這些問題。
此外,在蓋板中有形成折疊部分F的情況下,會進行化學強化處理以強化基本的折疊特性與強度。在這種情況下,根據化學強化處理所需的中心張力(central tension, CT)值在30MPa至300MPa的範圍內。換句話說,如果小於30MPa,則折疊強度不足,而如果大於300MPa,則會因為高壓縮應力(compressive stress, CS)而有發生自然爆炸的危險。
一般來說,化學強化處理的中心張力(CT)需滿足以下的等式。 CT = (CS x DOL)/(玻璃厚度(Glass Thickness) - 2 x DOL) (CS:壓縮應力,DOL:強化深度)
因此,當壓縮應力(CS)相同時,中心張力(CT)會根據強化深度(DOL)與玻璃的厚度而變化。
如圖1所示,在蓋板中形成厚度薄的折疊部分 F之情況下,平面部分P與折疊部分F在化學強化處理時彼此的中心張力(CT)不同,所以平面部分P與折疊部分F難以同時滿足30MPa至300MPa的要求,其為中心張力CT要滿足折疊特性與強度特性的基本物理性質。
也就是說,由於對蓋板的折疊部分F的整個區域實施化學強化處理,因此,假設強化深度DOL值基本相同。厚度薄的折疊部分F之中心張力(CT)高於平面部分P的中心張力。
由於中心張力(CT)值不平衡導致折疊部分具有很高的可壓縮性,蓋板可能會發生自發爆炸、破裂或波度起伏,嚴重損害了產品品質。
對於薄的柔性蓋板,需要一種特別的技術來同時滿足折疊特性與強度特性。
前述內容僅用以協助理解本說明書的背景,而並非用以表示本說明書屬於熟悉此技藝者已知的相關技術之範圍。
因此,本發明考慮到先前技術中出現的上述問題,並且本發明的目的是提供一種製造柔性蓋板的方法,其中可確保強度與折疊特性,並且改善了折疊部分的邊界處的可見性。
為了達成上述目的,根據本發明的一個型態,係提供一種製造柔性蓋板的方法,包括:一與一柔性顯示器的一平面部分對應形成之平面部分,以及一從該平面部分連續延伸並對應該柔性顯示器的一折疊部分形成之折疊部分,其中該折疊部分比該平面部分薄,該方法包含:一第一步驟,在一玻璃基板上形成一光阻層;一第二步驟,圖案化該光阻層以形成一漸變光阻圖案層,用以在該玻璃基板上形成該折疊部分;一第三步驟,使用該漸變光阻圖案層作為遮罩,在該折疊部分與該平面部分之間形成具有一傾斜部分之折疊部分;一第四步驟,移除該漸變光阻圖案層;以及一第五步驟,強化該玻璃基板。
在該第二步驟所形成的該漸變光阻圖案層中,一與該折疊部分的中央部分相對應之區域的一開口率為90%至100%,以及該開口率從該折疊部分的該中央部分到該平面部分逐漸減小,使得該平面部分具有一0到10%的開口率。
該開口率係根據形成在該漸變光阻圖案層中形成的圖案孔之間隔、大小、分佈或其組合而調整。
在該第二步驟中,該漸變光阻圖案層係藉由使用一具有一與該漸變光阻圖案層相對應的漸變對比度之遮罩,利用一光刻圖案化製程而形成。
在該第三步驟中,係使用該漸變光阻圖案層作為一遮罩以進行一濕蝕刻。
該折疊部分的傾斜部分相對於該平面部分形成一1至20°的傾斜度(A)。該傾斜部分具有一50至5000 μm的有效面積。
在該第五步驟,係對該平面部分與該折疊部分進行一初級化學強化處理,然後僅對該平面部分進行一次級化學強化處理。
在該第五步驟,係對該平面部分進行一初級化學強化處理,然後對該平面部分與該折疊部分進行一次級化學強化處理。
該初級化學強化處理為浸漬化學強化,而該次級化學強化處理為漿料化學強化,或該初級化學強化處理為漿料化學強化,而該次級化學強化處理為浸漬化學強化。
該漿料化學強化係藉由遮蔽該折疊部分,將漿料塗佈至該平面部分上,然後進行一離子置換熱處理製程而實施。
遮蔽該折疊部分是藉由在折疊部分上層壓一遮蔽膠帶而實施,其中該遮蔽膠帶在150°C或以上的溫度下具有耐熱性。
遮蔽該折疊部分係藉由浸漬、絲網印刷、噴塗,以及狹縫塗佈中的任何一種或使用一包括二氧化矽(SiO2 )、二氧化鈦(TiO2 ),以及氧化鋯(ZrO)的任何一種無機氧化物的遮罩夾具而執行。
該折疊部分係形成於該蓋板的一側或兩側,當該折疊部分係形成在該蓋板的兩側時,該折疊部分的深度可相同或不同。
該折疊部分係以一透明樹脂材料填充,以便黏合至該顯示面板的整個表面上而沒有空隙,其中該透明樹脂材料係填充該折疊部分,並在該折疊部分上方的蓋板之整個表面上連續塗佈。
根據本發明的玻璃蓋板,細長的折疊部分係相對於顯示器被折疊的區域形成,藉以提供具有優異強度與折疊特性的蓋板,同時保持了玻璃的獨特質感。
也就是說,由於玻璃固有的優異光學特性,以及改善的耐刮性與機械強度,所以顯示面板具有優異的可見性和耐衝擊性。
在折疊部分與平面部分的邊界處形成具有1°至20°的傾斜度之傾斜部分,使得反射表面在傾斜部分處的可見性提升,讓柔性蓋板具有改善的螢幕變形或邊界可見性。
因此,平面部分的強化深度(DOL)與折疊部分之間的中心張力(CT)獲得平衡,滿足了所需的物理性質,藉以最小化由於折疊部分中過大的壓縮應力(CS)所引起的玻璃爆炸與破裂的問題,同時也解決波度問題,藉此改善了產品的解析度與螢幕變形,改善了產品缺陷,並提供了高品質的產品。
本發明的柔性蓋板是具有改善的強度和折疊特性的薄板,因此該柔性蓋板可應用於透明聚酰亞胺(CPI)覆蓋件以用於保護應用。
本發明係關於一種基於玻璃的蓋板(glass-based cover window),特別是一種柔性蓋板,其中在折疊部分與平面部分的邊界處之可見性獲得改善,同時保持了強化玻璃的獨特質感,並調整了平面部分的強化深度(DOL)或折疊部分的強化深度(DOL),以便在柔性蓋板的整個區域上調整拉伸應力,藉此確保強度與折疊特性。
以下將配合所附圖表詳細描述本發明。
如圖3至圖5所示,本發明提供一種製造柔性蓋板的方法,其包括:一與柔性顯示器的平面部分相對應地形成的平面部分(planar part)P,以及從該平面部分P連續地延伸的折疊部分(folded part)F,與柔性顯示器的一折疊部分相對應,其中折疊部分F比平面部分P薄,該方法包括:第一步驟,在玻璃基板上形成光阻層;第二步驟,圖案化該光阻層以形成一漸變光阻圖案層,用以在該玻璃基板上形成該折疊部分F;第三步驟,使用該漸變光阻圖案層作為遮罩,在該折疊部分與該平面部分P之間形成具有一傾斜部分之折疊部分F;第四步驟,移除該漸變光阻圖案層;以及第五步驟,強化該玻璃基板。
在此,顯示器被折疊的區域是指顯示器被折疊或彎曲成一半的區域,在本發明中,與前述區域相對應的蓋板被折疊的區域被稱為「折疊部分」,蓋板的折疊部分以外的區域被稱為蓋板的「平面部分」。
本發明的顯示器的折疊包括內折疊或外折疊,並且適用於可操作成內折疊或內折疊與外折疊兩者之柔性顯示器。
在本發明的蓋板中,平面部分P的厚度在50μm至200μm的範圍內,並且折疊部分F的厚度在10μm至45μm的範圍內。
柔性蓋板包括:與柔性顯示器的平面部分相對應的平面部分P;以及從平面部分P連續地延伸並與柔性顯示器的折疊部分相對應的折疊部分F,其中折疊部分F比平面部分P要細與薄。
在此,折疊部分F可具有均勻的厚度,或者可以具有從折疊部分的中央部分向外逐漸變厚之厚度。也就是說,折疊部分F可以形成為直線或彎曲的形狀。
當折疊部分F形成為直線形狀時,其折疊特性與彎曲形狀時相比能夠更為改善。 相反地,當折疊部分F形成為彎曲形狀時,最小厚度的範圍相對較小,所以在重複折疊期間,折疊特性會發生劣化,例如在較厚部分的折疊斷裂。然而,當折疊部分F具有均勻的厚度時,也就是當折疊部分F形成為具有相同厚度的直線形狀時,最小厚度的區域會比較寬,藉由增加可撓性、恢復力與彈力,可改善折疊特性。
此外,彎曲的折疊部分F在機械組裝時不容易對準中心,但是根據本發明的折疊部分F具有均勻的厚度,所以在機械組裝時,也就是說,當耦接至顯示面板的整個表面時,可以減小組裝公差,最小化產品之間的品質差異並降低缺陷率。
如上所述,儘管直線的折疊部分比彎曲的折疊部分具有更多的優點,但是也可以根據產品的規格選擇性地製造直線的折疊部分或彎曲的折疊部分。
在此,將折疊部分F削薄是利用濕蝕刻、拋光、雷射成形,以及使用光罩油墨或乾膜光阻(DFR)進行光罩遮蔽的其中一或更多種方法進行的,或者濕蝕刻、雷射成形或使用拋光的光罩製程作為後續的製程。
在此,折疊部分F的寬度是考慮到折疊蓋板100時的曲率半徑而設計的,其中曲率半徑大約設置為xл,並且折疊部分F中的蓋板之厚度為10μm至45μm。
當所形成的折疊部分F過深時,也就是當蓋板的折疊區域過薄時,折疊特性良好,但是在強化時,會產生折疊或強度降低,而當折疊區域過厚時,可撓性、恢復力以及彈力降低,所以折疊特性會劣化。因此,折疊部分F中的蓋板厚度較佳為10μm至45μm。
蓋板採用玻璃為基礎,具有約50μm至200μm的厚度,並且在化學強化處理之後使用。在此厚度下,折疊部分F的寬度、深度或其他特性會被適當地設計。在上述厚度以下,折疊部分F的蓋板的折疊區域變得太薄,會導致上述問題,然而比上述厚度要厚時,可撓性、恢復力,以及彈性都會因為玻璃材料而降低,干擾到顯示產品的亮度。
在本發明的實施例中,折疊部分F整體上形成為矩形溝槽形狀,其形狀從蓋板的折疊區域向內變薄,其中折疊部分F的兩側具有傾斜部分,該傾斜部分的厚度從中心側朝外側逐漸增加,使得折疊部分連接至蓋板100的平面部分。
特別地,藉由在折疊部分F的兩側(在與平面部分的邊界處)形成具有低傾斜度的傾斜部分,反射表面在折疊部分F的整個區域中的反射角也會同樣地獲得調整,以防止光學干擾並提高反射面的可見性。
因此,本發明的目的在於使用漸變光罩製程(gradation photo masking process)以提供具有傾斜部分的折疊部分F。
如圖3所示,漸變光罩製程(第一至第四步驟)包括在玻璃基板上塗佈光阻或層壓乾膜光阻(DFR)以形成光阻層,圖案化光阻層以形成一漸變光阻圖案層(gradation resist pattern layer),用以在玻璃基板上形成折疊部分F,所形成的折疊部F具有一傾斜部分作為與平面部分的邊界,使用漸變光阻圖案層作為光罩,以及去除該漸變光阻圖案層。
在漸變光罩製程中,首先,準備玻璃基板,在玻璃基板上塗佈光阻或層壓乾膜光阻(DFR) 以形成光阻層,並且藉由圖案化製程,對光阻層進行曝光與顯影,在玻璃基板玻璃基板上形成漸變光阻圖案層。
藉由使用具有與漸變光阻圖案層相對應的漸變對比率(gradation contrast ratio)之光罩,可利用光圖案化製程來形成漸變光阻圖案層。
在漸變光阻圖案層中,與折疊部分F的中央部分相對應的區域具有90%至100%的開口率,並且開口率從折疊部分F的中央部分朝向平面部分P逐漸減小,使得平面部分P的開口率為0%至10%。
在此,係根據形成在漸變光阻圖案層中的圖案孔之間隔、大小與分佈中的任一或更多個特性來調整開口率。
藉由使用漸變光阻圖案層作為遮罩進行濕蝕刻,會形成與漸變光阻圖案層相對應的傾斜部分。
也就是說,可以使用漸變光阻圖案層來調整傾斜部分的梯度,並且藉由控制對應於傾斜部分的漸變光阻圖案之開口率,可調整蝕刻速率。
而漸變光阻圖案層中的圖案孔之間隔、大小與分佈中的任一或更多個特性,可用來調整光阻層的開口率。
圖4所示為根據各個實施例的漸變光阻圖案層之圖案孔(黑色),其中在折疊部分F的中心處蝕刻速率最高,並且蝕刻速率朝著折疊部分F減少,而形成傾斜部分。
也就是說,與折疊部分F的中心部分相對應地形成之具有開口率為90%至100%的圖案孔,並經由該圖案孔進行濕蝕刻,使得蝕刻劑經由圖案孔而達成濕蝕刻。
此外,對折疊部分F的中央部分進行蝕刻,同時對折疊部分F的兩側進行蝕刻,其兩側的開口率均低於中央部分的開口率。然後,蝕刻劑流過具有一定開口率的圖案孔,因此可以用比折疊部分F的中央部分要低的蝕刻率進行濕蝕刻。
藉由逐漸降低折疊部分F向兩側的開口率來規範傾斜部分的斜率,可減小從折疊部分F的中央部分向兩側的蝕刻率。
根據設計的傾斜部分之斜率或有效區域來調節開口率,得以逐漸調整蝕刻率,藉此在傾斜部分上形成預定的斜率。
如圖6所示,傾斜部分的有效區域L係根據傾斜部分的斜率來決定,並且適當地落在大約50μm至5000μm的範圍內。在此情況下,傾斜部分120的斜率A較佳地是相對平面部分P在1°至20°的範圍內。
設置傾斜部分120的斜率是為了使光反射引起的邊界可見性最小。換句話說,當傾斜部分(邊界)沒有傾斜(90°)時,邊界處的反射表面會因為平面部分P的側向反射而視覺可辨別,導致螢幕失真或解析度降低。因此,根據本發明的蓋板藉由以平緩的斜率連接折疊部分F與平面部分P而使得邊界可見性最小化。
如圖5所示,對形成於其上具有傾斜部分的折疊部分F之玻璃基板進行強化處理(第五步驟),強化處理通常係以化學強化處理來進行。
以具有薄的折疊部分F的蓋板100來說,在化學強化處理期間,平面部分P與折疊部分F的中心張力(CT)值並不相同。因此,由於難以同時滿足平面部分P與折疊部分F之折疊與強度特性,因此會在平面部分P進一步實施額外的化學製程(調整強化深度(DOL))。
在本發明中,平面部分P與折疊部分F都會接受初級化學強化處理(primary chemical reinforcing treatment),接著只有平面部分P會接受次級化學強化處理,或者,也可以對平面部分P先進行初級化學強化處理,然後平面部分P與折疊部分F再接受次級化學強化處理。
在此,化學強化處理可藉由像是化學浸漬(chemical dipping)、化學漿料(chemical slurry)或膏強化(paste reinforcing)的製程來執行。
較佳地,初級化學強化處理可以是浸漬化學強化,次級化學強化處理可以是漿料化學強化,或者初級化學強化處理可以是漿料化學強化,而次級化學強化處理可以是浸漬化學強化。
在此,藉由遮蓋折疊部分F,然後將漿料塗佈到平面部分P上,然後實施離子置換熱處理製程,以實施漿料化學強化。
也就是說,在為了確保強度而對包括平面部分P與折疊部分F在內的整個玻璃區域首先進行浸漬化學強化處理後,僅在平面部分P上進行使用漿料的次級化學強化處理。
替代地,在僅對平面部分P進行浸漬化學強化處理之後,對平面部分P與折疊部分F進行使用漿料的次級化學強化處理。
在漿料化學強化中,首先應對折疊部分F進行遮蔽。在此,遮蔽折疊部分F的方式是在折疊部分上層壓遮蔽膠帶。此外,在將漿料塗佈到平面部分P上之後,去除遮蔽膠帶,然後執行離子置換熱處理製程。然後,執行洗滌流程(使用去離子水)以去除漿料塗佈層。在此,可以在離子置換熱處理製程之後去除遮蔽膠帶。
遮蔽膠帶在150°C或以上的溫度下具有耐熱性,並且可以是比如聚酰亞胺(polyimide)、凱通(Kapton,耐熱塑膠膜),還有矽樹脂(silicone)的耐熱膜,具有丙烯酸(acrylic)或矽酮類黏合劑的耐熱膜,包括聚酰胺膜(polyamide),聚醚酰亞胺(polyetherimide)膜,低黏附劑與炭黑,或其類似者的耐熱膜。遮蔽膠帶被層壓在要被離子置換部分以外的區域上。也就是說,遮蔽膠帶僅層壓在折疊部分F上。
遮蔽該折疊部分F係藉由浸漬、絲網印刷、噴塗,以及狹縫塗佈中的任何一種或使用一包括二氧化矽(SiO2 )、二氧化鈦(TiO2 ),以及氧化鋯(ZrO)的任何一種無機氧化物的遮罩夾具(masking jig)而形成遮蔽塗佈劑(masking coating agent)。此外,在將漿液塗佈到平面部分P上之後,去除遮蔽塗佈劑或遮罩夾具,進行離子置換熱處理製程,並進行清洗程序(使用去離子水) 進行去除漿料塗覆層的步驟。在此,可以在離子置換熱處理製程之後去除遮蔽塗佈劑或遮罩夾具。
在對平面部分P進行的漿液施加過程中,漿液中包含奈米尺寸的氧化物載體(如SiO2 、TiO2 、ZrO等)與硝酸鉀(KMO3 )溶液(去離子水3000g:KNO3 1000g:SiO2 300g )混合應用。塗佈過程使用浸漬、絲網印刷、噴塗,以及狹縫塗佈等。
此外,用於離子置換的熱處理在350℃至480℃的溫度下進行。 熱處理溫度與時間可能會因目標CS或DOL而異。
一般來說,在漿料化學強化製程中,於熱處理階段,藉由使用漿料中包含的KMO3 之大離子(K+ )置換玻璃表面上的小尺寸離子(Na+ ),進行離子置換。
在此,奈米尺寸的氧化物載體允許KNO3 在溶液中均勻分散,使得在塗佈與熱處理期間改善玻璃表面的塗佈性質。
在如上所述地進行了初級化學強化處理之後,進一步對平面部分P進行化學強化處理,以根據平面部分P與折疊部分之間的厚度差使中心張力(CT)的差異最小,使得平面部分P的強化深度(DOL)更深。因此,可以將比折疊部分F低的平面部分P之CT調整為折疊部分F的水準。
藉由這種方式調整平面部分P的加強深度(DOL),平面部分P與折疊部分F同時滿足確保柔性蓋板的折疊與強度特性所需的物理性質(30至300MPa)。
圖5所示為化學強化的示範性實施方式,該化學強化包括作為初級化學強化處理的漿料化學強化製程與作為次級化學強化處理的浸漬化學增強製程,其中將遮蔽膠帶層壓在折疊部分F上,將漿液施加至平面部分P上,除去遮蔽膠帶,進行離子置換熱處理製程,除去漿液塗佈的層並且對折疊部分與平面部分的整個區域上進行浸漬化學強化處理。
因此,在平面部分的平面部分上進行初級與次級化學強化處理,而在折疊部分上僅進行次級化學增強處理。
同時,折疊部分110可以形成在蓋板100的一側,如圖6所示,或者在如圖7所示的蓋板100的兩側上,這是根據顯示產品的規格選擇性地決定的。
特別地,當折疊部分110形成在蓋板100的兩側時,折疊部分110可以具有相同或不同的深度。較佳地,折疊部分110可以形成為在蓋板100的背面被用戶觸摸的位置上比其前面更深。這是為了在確保強度與折疊特性的同時最小化用戶的身體觸摸感與異物感。
此外,如圖8所示,折疊部分110有填充透明樹脂材料130,被無間隙地附接至顯示面板的整個表面上。
也就是說,透明樹脂材料130填充折疊部分110,以提供整體上具有均勻厚度的蓋板100,當附接至顯示面板時,在顯示面板的整個表面上不會形成空隙(氣隙)。
在現有蓋板的情況下,與顯示面板的前表面之間存在間隙(空氣層),由於玻璃與空氣折射率之間的差異,導致像是顯示品質失真的各種問題,會降低觸摸回應速度,並且蓋板與顯示面板之間的間隙也會發生附接衰退的問題。
在本發明中,折疊部分110填充了具有與玻璃(1.5)實質相等的折射率之透明樹脂材料130,因而解決了問題。
透明樹脂材料130由像是丙烯酸樹脂、環氧樹脂、矽樹脂、聚氨酯(urethane)、聚氨酯複合材料、聚氨酯丙烯酸複合材料、混合溶膠凝膠、矽氧烷基樹脂(siloxane-based resin),或其類似者等的光學透明樹脂(OCR)形成。透明樹脂材料可以根據用於強化強度與彈性之樹脂材料特性,以各種組合混合。 的前側(折疊側)的折疊部分110的透明樹脂材料130相對軟的材料形成。
此外,如圖9所示,當折疊部分110形成在蓋板100的兩側時,填充在蓋板100的背面(延伸側)上的折疊部分110之透明樹脂材料130較佳由比填充蓋板的前側(折疊側)的折疊部分110之透明樹脂材料130相對較軟的材料形成。
這是因為透明樹脂材料130在用戶要觸摸的一側上填充有相對較硬的材料,藉此保持了耐久性,而在要延伸的一側上填充了相對較軟的材料,以限制裂紋在延伸側生成。
此外,如圖10與圖11所示,透明樹脂材料130可以填充折疊部分110,並且可以連續地被塗佈在折疊部分110上方的蓋板100之整個表面上。
這麼做防止了折疊部分中的裂紋的產生,使折疊部分110從外部視覺上最小化,並使透明樹脂材料130均勻地填充在折疊部分110中,以確保與顯示面板接觸的部分之平坦度。另外,在與顯示面板接觸的一側,蓋板100的彈性被強化以提高抗衝擊性,藉此防止玻璃在破裂時飛散。
同時,如圖12與13所示,可以在蓋板100的一側或兩側上進一步形成一功能塗層(functional coating layer)。功能塗層由像是上述透明樹脂材料130的透明材料形成,並且可以藉由合成具有各種特性的樹脂來提供功能性。
當填充折疊部分110時,功能塗層形成在透明樹脂材料130的上層上,或者在蓋板100與折疊部分110的整個表面上塗覆功能塗層。功能塗層可以藉由已知的樹脂塗覆方法,例如噴塗、浸漬,旋轉塗佈,或其類似者形成。
功能塗層可為單層或多層,形成在蓋板100的前表面上的功能塗層可以作為強度強化層(硬塗層),而形成在蓋板100的背面上的功能塗層可以作為彈性強化層(軟塗層)。
換句話說,由於在前側上會有觸控動作,所以蓋板的前側係作為強度強化的功能塗層,而蓋板的背面係作為彈性強化功能塗層,以提供相對於顯示面板的緩衝操作。
蓋板的前側上的強度強化層(硬塗層)主要由固化時具有相對較高硬度的樹脂(例如丙烯酸或環氧樹脂)形成,而蓋板的背面上的彈性強化層(軟塗層)主要由固化時具有較高彈性的樹脂形成,例如矽樹脂、聚氨酯合成樹脂,或其類似者。在此,可以藉由調整在有機與無機混合溶膠凝膠中有機與無機物質的含量來強化強度或彈性。
此外,當有多層功能塗層時,形成在蓋板100的前側上之功能塗層較佳地係由對上層硬的材料形成。
圖12所示為形成在蓋板100的前表面上之功能塗層,其包括第一功能塗層141與第二功能塗層142兩層的情況,其中第二功能塗層142由相對於第一功能塗層141較硬的材料製成。
此外,可以賦予功能塗層,特別是形成在最上層的功能塗層,具有抗指紋(AF)或抗反射(AR)的功能,並且可以藉由合成具有這種功能的樹脂來提供功能塗層,或者可以形成各種圖案,例如蛾眼。
如上所述,根據本發明的蓋板100基本上具有附加的功能塗層,以強化薄玻璃基板的強度與彈性,以保護蓋板100免受外部衝擊與觸摸筆的壓力。
此外,功能塗層還防止折疊部分出現裂紋,並強化與顯示面板接觸的表面上的蓋板100之彈性,藉以提高耐衝擊性並防止飛散。
同時,如圖14所示,根據本發明的蓋板100之特徵在於,在蓋板100的一側或兩側還形成有黏合膜(bonding film)150。黏合膜150與蓋板100係使用光學透明黏合劑(OCA)黏合。 黏合膜150可以形成在蓋板100的正面、背面或兩側,或者可以形成在功能塗層的上層,或者可以代替功能塗層而形成。
黏合膜150可具有介於0.025mm至0.150mm範圍內的厚度,並且可以用作防碎膜(ASF)。
黏合膜150係用以改善蓋板100的物理性質,以提升彎曲性質或抗衝擊性。
也就是說,由玻璃製成的蓋板100係用於根據提升的可撓性、柔韌性、彈性,以及機械強度來維持形狀,並且黏合膜150根據彈性保護來補強彎曲性並提高抗衝擊性。
黏合膜150包括透明聚碳酸酯(PC)、聚丙烯酸酯(PA)、聚乙烯醇(PVA)、聚酰亞胺(PI),以及聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)中的一種。
此外,當黏合膜150係形成在蓋板100的前表面上時,黏合膜150可以藉由AR處理、AF處理或其組合而具有功能性。
如上所述,本發明是一種基於玻璃的蓋板100,其中細長的折疊部分係相對於顯示器被折疊的區域形成,蓋板100的厚度為50至200μm的厚度,並且折疊部110具有10至45μm的厚度,藉以提供具有優異強度與折疊特性,同時保持了柔性蓋板的獨特質感。
此外,為了調整平面部分P或折疊部分F的強化深度(DOL),可使折疊部分F的強化程度小於平面部分P的強化程度,或如果壓縮應力(CS)相同,則折疊部分F的強化深度(DOL)降低,或者如果壓縮應力(CS)不同,則折疊部分F的強化深度(DOL)會適當地降低,藉此平衡平面部分P與折疊部分F的中心張力(CT),以便為柔性蓋板100提供所需的物理特性。
因此,平面部分P與折疊部分F之間的中心張力(CT)獲得平衡,滿足了所需的物理性質,藉以最小化由於折疊部分中過大的壓縮應力(CS)所引起的玻璃爆炸與破裂的問題,同時也解決波度問題,藉此改善了產品的解析度與螢幕變形,改善了產品缺陷,並提供了高品質的產品。
此外,藉由以本發明的透明樹脂材料130填充折疊部分,與顯示面板的前側不會有間隙,使得顯示影像品質的失真最小,並且改善了觸控回應速度下降與顯示面板與蓋板之間的黏附性降低的問題。
此外,本發明的柔性蓋板是具有改進的強度與折疊特性之薄板,使得柔性蓋板適用於保護應用中所用的透明聚酰亞胺(CPI)蓋板。
儘管在本說明書中已經藉由特定實施例描述本發明,但是熟悉此技藝者應可了解,在不脫離如所附申請專利範圍中所公開之本發明的範圍與精神的情況下,可以進行各種改進和修改。
F:折疊部分 P:平面部分 100:蓋板 110:折疊部分 120:傾斜部分 130:透明樹脂材料 141:第一功能塗層 142:第二功能塗層 150:黏合膜
當結合附圖並根據以下實施例描述,將可更清楚地了解本發明的上述與其他目的、特徵,以及優點,其中: 圖1所示為現有柔性蓋板的示意圖; 圖2所示為現有的柔性蓋板中的折疊部分與平面部分之間的邊界之示意圖; 圖3所示為根據本發明的一實施例的漸變光罩製程之示意圖; 圖4所示為根據本發明的各種實施例的漸變光阻圖案層之示意圖; 圖5所示為根據本發明的一實施例的強化製程之示意圖;以及 圖6至圖14所示為根據本發明的柔性蓋板的各種實施例之示意圖。

Claims (18)

  1. 一種製造柔性蓋板的方法,包含:一與一柔性顯示器的一平面部分對應形成之平面部分,以及一從該平面部分連續延伸並對應該柔性顯示器的一折疊部分形成之折疊部分,其中該折疊部分比該平面部分薄,該方法包含: 一第一步驟,在一玻璃基板上形成一光阻層; 一第二步驟,圖案化該光阻層以形成一漸變光阻圖案層,用以在該玻璃基板上形成該折疊部分; 一第三步驟,使用該漸變光阻圖案層作為遮罩,在該折疊部分與該平面部分之間形成具有一傾斜部分之折疊部分; 一第四步驟,移除該漸變光阻圖案層;以及 一第五步驟,強化該玻璃基板。
  2. 如請求項1所述之方法,其中在該第二步驟所形成的該漸變光阻圖案層中,一與該折疊部分的中央部分相對應之區域的一開口率為90%至100%,以及該開口率從該折疊部分的該中央部分到該平面部分逐漸減小,使得該平面部分具有一0到10%的開口率。
  3. 如請求項2所述之方法,其中該開口率係根據形成在該漸變光阻圖案層中的間隔抗蝕劑圖案層或光阻圖案層中形成的圖案孔之間隔、大小、分佈或其組合而調整。
  4. 如請求項1所述之方法,其中在該第二步驟中,該漸變光阻圖案層係藉由使用一具有一與該漸變光阻圖案層相對應的漸變對比度之遮罩,利用一光刻圖案化製程而形成。
  5. 如請求項1所述之方法,其中在該第三步驟中,係使用該漸變光阻圖案層作為一遮罩以進行一濕蝕刻。
  6. 如請求項1所述之方法,其中該折疊部分的傾斜部分相對於該平面部分形成一1至20°的傾斜度(A)。
  7. 如請求項1所述之方法,其中該傾斜部分具有一50至5000 μm的有效面積。
  8. 如請求項1所述之方法,其中在該第五步驟,係對該平面部分與該折疊部分進行一初級化學強化處理,然後僅對該平面部分進行一次級化學強化處理。
  9. 如請求項1所述之方法,其中在該第五步驟,係對該平面部分進行一初級化學強化處理,然後對該平面部分與該折疊部分進行一次級化學強化處理。
  10. 如請求項8或9所述之方法,其中該初級化學強化處理為浸漬化學強化,而該次級化學強化處理為漿料化學強化,或該初級化學強化處理為漿料化學強化,而該次級化學強化處理為浸漬化學強化。
  11. 如請求項10所述之方法,其中該漿料化學強化是藉由遮蔽該折疊部分,將漿料塗佈至該平面部分上,然後進行一離子置換熱處理製程而實施。
  12. 如請求項11所述之方法,其中遮蔽該折疊部分是藉由在折疊部分上層壓一遮蔽膠帶而實施。
  13. 如請求項12所述之方法,其中該遮蔽膠帶在150°C或以上的溫度下具有耐熱性。
  14. 如請求項11所述之方法,其中遮蔽該折疊部分係藉由浸漬、絲網印刷、噴塗,以及狹縫塗佈中的任何一種或使用一包括二氧化矽(SiO2 )、二氧化鈦(TiO2 ),以及氧化鋯(ZrO)的任何一種無機氧化物的遮罩夾具而實施。
  15. 如請求項1所述之方法,其中該折疊部分係形成於該蓋板的一側或兩側。
  16. 如請求項15所述之方法,當該折疊部分係形成在該蓋板的兩側時,該折疊部分的深度相同或不同。
  17. 如請求項15所述之方法,其中該折疊部分係以一透明樹脂材料填充,以便黏合至該顯示面板的整個表面上而沒有空隙。
  18. 如請求項17所述之方法,其中該透明樹脂材料填充該折疊部分,並在該折疊部分上方的蓋板之整個表面上連續塗佈。
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