玻璃及制造玻璃的方法与流程

1.本文中所描述的实施方式涉及玻璃及制造玻璃的方法。


背景技术：

2.显示装置是发射光以显示图像的装置。在显示装置中，显示图像的显示部可以由玻璃保护。可以通过切割玻璃衬底以对应于显示部的形状来形成玻璃。


技术实现要素：

3.当通过干法蚀刻(例如，激光切割方法)切割玻璃衬底时，玻璃衬底的切割部可能损坏。因此，切割部的机械强度可能降低。而且，可能需要对切割部的边缘进行倒角的附加的工艺。
4.一些实施方式提供了防止玻璃的切割部损坏并且在单个工艺中执行玻璃的切割和切割部的边缘的倒角的制造玻璃的方法。
5.一些实施方式提供了切割部的边缘被倒角的玻璃。
6.根据本发明构思的一些实施方式，制造玻璃的方法可以包括：在玻璃衬底的第一表面上形成第一蚀刻保护层；在玻璃衬底的第二表面上形成第二蚀刻保护层；通过施加从玻璃衬底的第一表面的上方穿透玻璃衬底的激光脉冲来去除第一蚀刻保护层的一部分和第二蚀刻保护层的一部分；通过使用蚀刻溶液蚀刻玻璃衬底来在玻璃衬底中形成切割部；以及去除第一蚀刻保护层和第二蚀刻保护层。第二表面与第一表面相对。
7.根据一些实施方式，可以通过激光脉冲以第一宽度去除第一蚀刻保护层的一部分，且可以通过激光脉冲以第二宽度去除第二蚀刻保护层的一部分。
8.根据一些实施方式，方法还可以包括调整第一宽度的尺寸和第二宽度的尺寸。
9.根据一些实施方式，可以基于激光脉冲的强度来调整第一宽度的尺寸和第二宽度的尺寸。
10.根据一些实施方式，可以基于第一蚀刻保护层的材料，第二蚀刻保护层的材料和激光脉冲的波长来调整第一宽度的尺寸和第二宽度的尺寸。
11.根据一些实施方式，激光脉冲的波长可以是约343纳米(nm)以上且约355nm以下。
12.根据一些实施方式，第一宽度的尺寸可以大于第二宽度的尺寸。
13.根据一些实施方式，第一宽度的尺寸可以与第二宽度的尺寸基本上相同。
14.根据一些实施方式，可以基于第一宽度的尺寸和第二宽度的尺寸来调整剖视图中的切割部的形状。
15.根据一些实施方式，玻璃衬底相对于激光脉冲的透射率可以是约50％以上。
16.根据一些实施方式，玻璃衬底还可以包括被激光脉冲修饰的修饰部。
17.根据一些实施方式，修饰部的蚀刻速率可以大于玻璃衬底的未修饰部的蚀刻速率。
18.根据一些实施方式，可以基于修饰部的宽度来调整切割部的形状。
19.根据一些实施方式，方法还可以包括产生激光脉冲；以及通过激光扫描单元用激光脉冲照射玻璃衬底。
20.根据一些实施方式，激光扫描单元可以包括f-θ透镜。
21.根据一些实施方式，在玻璃衬底中形成切割部可以包括将蚀刻溶液喷射到玻璃衬底上。
22.根据一些实施方式，在玻璃衬底中形成切割部还可以包括将玻璃衬底浸入蚀刻溶液中。
23.根据一些实施方式，蚀刻溶液可以包括氢氟酸、盐酸和氟化铵中的至少一种。
24.根据本发明构思的一些实施方式，玻璃包括上表面、与上表面相对的下表面、以及连接上表面和下表面的侧表面。侧表面包括切割部。切割部包括第一倒角部和第二倒角部。第一倒角部为凹形，具有第一曲率半径，并且与上表面相邻。第二倒角部为凹形，具有第二曲率半径，并且与下表面相邻。第二曲率半径小于第一曲率半径。
25.根据一些实施方式，切割部还可以包括连接第一倒角部和第二倒角部的平坦部。
26.在本发明构思中，在玻璃衬底的相对的主表面上形成保护层之后，可以用激光脉冲去除蚀刻保护层。因此，可以有效地减少玻璃制造所需的工艺数量。
27.在本发明构思中，可以用蚀刻溶液蚀刻和切割玻璃衬底，并且同时，可以对切割部的边缘进行倒角。因此，可以有效地防止对切割部的损坏，并且可以不需要用于倒角的附加的工艺。
附图说明
28.附图被包括以提供对本发明的进一步理解，并且被结合在本说明书中并构成本说明书的一部分，附图示出了本发明的示例性说明性实施方式，并且与说明书一起用于解释发明构思。
29.图1是示出根据实施方式的玻璃制造方法的流程图。
30.图2、图3、图4、图5和图6是示出根据实施方式的玻璃制造方法的立体图。
31.图7是沿着图4的线i-i'截取的剖视图。
32.图8是用于解释调整图7的第一宽度的尺寸和第二宽度的尺寸的方法的曲线图。
33.图9是用于解释调整图7的第一宽度的尺寸和第二宽度的尺寸的方法的曲线图。
34.图10、图11和图12是沿着图5的线ii-ii'截取的剖视图。
35.图13和图14是沿着图5的线ii-ii'截取的剖视图。
36.图15是用于解释根据实施方式的激光脉冲的示意图。
37.图16是示出根据实施方式的玻璃衬底的立体图。
38.图17是沿着第一方向的线截取的图16的玻璃衬底的剖视图。
39.图18是示出根据另一实施方式的玻璃衬底的立体图。
40.图19是沿着第一方向的线截取的图18的玻璃衬底的剖视图。
具体实施方式
41.在下文中，将参照附图详细说明本发明的实施方式。
42.图1是示出根据实施方式的玻璃制造方法的流程图。
43.参照图1，玻璃制造方法可以包括：在玻璃衬底的相对的主表面上形成蚀刻保护层(s1)；通过施加激光脉冲来去除保护层的一部分(s2)；通过用蚀刻溶液进行蚀刻来切割玻璃衬底(s3)；以及去除刻蚀保护层(s4)。
44.图2、图3、图4、图5和图6是示出根据实施方式的玻璃制造方法的立体图。
45.参照图2，可以制备玻璃衬底10。玻璃衬底10可以包括第一表面10f和第二表面10b。第二表面10b可以与第一表面10f相对。在图2中，示出了具有矩形形状的玻璃衬底10，但是根据本发明的玻璃衬底10的形状不限于矩形形状。在另一实施方式中，例如，玻璃衬底10的形状可以是圆的形状。玻璃衬底10可以包括碱石灰、铝硼硅酸盐、碱土铝硅酸盐或碱土铝硼硅酸盐。
46.参照图1和图3，可以在玻璃衬底10的相对的主表面10f和10b中的每一个上形成蚀刻保护层21和蚀刻保护层22中的每一个(s1)。具体地，可以在第一表面10f上形成第一蚀刻保护层21。可以在第二表面10b上形成第二蚀刻保护层22。相对于蚀刻溶液，蚀刻保护层21和蚀刻保护层22可以具有相对较低的蚀刻速率。例如，相对于蚀刻溶液，蚀刻保护层21和蚀刻保护层22的蚀刻速率可以低于玻璃衬底10的蚀刻速率。蚀刻保护层21和蚀刻保护层22可以防止玻璃衬底10与蚀刻溶液接触。蚀刻保护层21和蚀刻保护层22可以保护玻璃衬底10不被蚀刻。
47.参照图1和图4，可以通过激光脉冲30去除蚀刻保护层21和蚀刻保护层22的一部分(s2)。具体地，激光脉冲30可以从玻璃衬底10的第一表面10f的上方进入玻璃衬底。因此，激光脉冲30可以去除第一蚀刻保护层21，并且然后穿透玻璃衬底10以去除第二蚀刻保护层22。第一蚀刻保护层21的一部分和第二蚀刻保护层22的一部分可以被去除，并且然后玻璃衬底10的第一表面10f和第二表面10b可以暴露。第一蚀刻保护层21和第二蚀刻保护层22可以包括相同的材料。
48.激光脉冲30可以根据位置具有不同的强度。激光脉冲30的强度的分布可以是高斯分布。激光脉冲30的强度可以在激光脉冲30的中心处最大。在实施方式中，激光脉冲30可以包括准分子激光脉冲、yag激光脉冲、玻璃激光脉冲、yv04激光脉冲、ar激光脉冲和红宝石激光脉冲等。
49.蚀刻保护层21和蚀刻保护层22中的每一个可具有烧蚀阈值。当具有等于或大于烧蚀阈值的强度的激光脉冲30施加到蚀刻保护层21和蚀刻保护层22的每一个时，可以去除蚀刻保护层21和蚀刻保护层22。
50.在实施方式中，可以通过激光脉冲30同时去除形成在玻璃衬底10的相对的主表面10f、10b上的蚀刻保护层21和蚀刻保护层22。因此，可以减少玻璃制造方法所需的工艺数量，并且可以提高批量生产率。
51.激光脉冲30可以穿透玻璃衬底10。例如，激光脉冲30中的一些可以被玻璃衬底10吸收，且激光脉冲30中的一些可以穿透玻璃衬底10。当激光脉冲30被玻璃衬底10完全吸收时，第二蚀刻保护层22可以不被蚀刻。在实施方式中，玻璃衬底10相对于激光脉冲30的透射率可以是约50％以上。
52.激光脉冲30可以被玻璃衬底10吸收，并且激光脉冲30可以修饰玻璃衬底10。因此，玻璃衬底10的吸收激光脉冲30的部分可以变成修饰部11。具体地，激光脉冲30可以被玻璃衬底10感应吸收，并且在玻璃衬底10上形成修饰部11。修饰部11的蚀刻速率可以大于玻璃
衬底10的未被激光脉冲30修饰的部分的蚀刻速率。
53.参照图1和图5，可以通过用蚀刻溶液进行蚀刻来去除玻璃衬底10的一部分，以形成切割部12(s3)。具体地，可以通过蚀刻溶液蚀刻玻璃衬底10。玻璃衬底10的第一表面10f和第二表面10b的未被蚀刻保护层21和蚀刻保护层22保护的部分可以通过与蚀刻溶液接触而被蚀刻。修饰部11被蚀刻溶液刻蚀的蚀刻速率可以相对较高，并且因此，可以相对较快地被蚀刻。玻璃衬底10的被蚀刻溶液蚀刻并去除的部分可以形成切割部12。
54.可以将蚀刻溶液喷射在玻璃衬底10的相对的主表面10f和10b上，或者可以将玻璃衬底10浸入蚀刻溶液中。在实施方式中，蚀刻溶液可以包括氢氟酸、盐酸和氟化铵中的至少一种。
55.蚀刻保护层21和蚀刻保护层22中的每一个的相对于蚀刻溶液的蚀刻速率可以相对较低。也就是说，相对于蚀刻溶液，蚀刻保护层21和蚀刻保护层22的蚀刻速率可以低于玻璃衬底10的蚀刻速率。在实施方式中，蚀刻保护层21和蚀刻保护层22可以具有耐酸性。
56.在本发明构思中，由于使用蚀刻溶液通过湿法蚀刻方法切割玻璃衬底10，所以可以有效地防止对玻璃衬底10的切割部12的损坏。此外，由于玻璃衬底10和蚀刻溶液通过蚀刻保护层21和蚀刻保护层22的经去除部分彼此接触，所以切割部12可以具有边缘被倒角的形状。
57.参照图1和图6，可以去除蚀刻保护层21和蚀刻保护层22(s4)。因此，可以形成具有切割部12的玻璃衬底10。
58.图7是沿着图4的线i-i'截取的剖视图。
59.参照图4和图7，第一蚀刻保护层21的一部分可以通过激光脉冲30去除，并且第一蚀刻保护层21的在第一蚀刻保护层21的主表面上的经去除部分的宽度可以是第一宽度w21。主表面平面由第一方向dr1和第二方向dr2限定(参见图16)。第二蚀刻保护层22可以通过激光脉冲30去除，并且第二蚀刻保护层21的在第二蚀刻保护层22的主表面上的经去除部分的宽度可以是第二宽度w22。在玻璃衬底10的主表面上的被激光脉冲30修饰的修饰部11的宽度可以是第三宽度w11。
60.可以调整第一宽度w21和第二宽度w22。具体地，可以通过调整激光脉冲30的强度、激光脉冲30的波长、第一蚀刻保护层21的材料和第二蚀刻保护层22的材料来调整第一宽度w21的尺寸和第二宽度w22的尺寸。
61.在实施方式中，第一宽度w21的尺寸可以大于第二宽度w22的尺寸，或者第一宽度w21的尺寸可以与第二宽度w22的尺寸基本上相同。
62.图8是用于解释调整图7的第一宽度的尺寸和第二宽度的尺寸的方法的曲线图。
63.参照图7和图8，图8的曲线图的y轴意味着激光脉冲30的相对强度，且图8的曲线图的x轴意味着位置(微米(μm))。激光脉冲30的强度的分布可以是高斯分布。激光脉冲30的强度的分布可以是强度i1的第一分布、强度i2的第二分布或强度i3的第三分布。图8的曲线图将强度i1的第一分布的最大强度设定为1，并且相应地示出了相对强度的分布。也就是说，强度i2的第二分布的最大强度是0.5，且强度i3的第三分布的最大强度是0.25。蚀刻保护层21和蚀刻保护层22可以具有烧蚀阈值。蚀刻保护层21和蚀刻保护层22可以不被具有低于烧蚀阈值的强度的激光脉冲30蚀刻。蚀刻保护层21和蚀刻保护层22可以被具有等于或大于烧蚀阈值的强度的激光脉冲30蚀刻。
64.当激光脉冲30的强度的分布是强度i1的第一分布时，第一蚀刻保护层21被去除的宽度和第二蚀刻保护层22被去除的宽度可以分别是第三宽度w3。当激光脉冲30的强度的分布是强度i2的第二分布时，第一蚀刻保护层21被去除的宽度和第二蚀刻保护层22被去除的宽度可以分别是第二宽度w2。当激光脉冲30的强度的分布是强度i3的第三分布时，第一蚀刻保护层21被去除的宽度和第二蚀刻保护层22被去除的宽度可以分别是第一宽度w1。
65.如上所述，当调整激光脉冲30的强度时，可以调整第一宽度w21和第二宽度w22的尺寸。
66.图9是用于解释调整图7的第一宽度的尺寸和第二宽度的尺寸的方法的曲线图。
67.参照图7和图9，图9的曲线图示出了当不同波长的激光脉冲30照射到不同材料时，穿透材料中的每一种的激光脉冲的透射率。
68.蚀刻保护层21和蚀刻保护层22可以包括聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚(甲基丙烯酸甲酯)(“pmma”)、或紫外线丙烯酸，并且对于特定波长的激光脉冲30，材料中的每一种可以具有不同的透射率。当第一蚀刻保护层21和第二蚀刻保护层22中的每一个的透射率相对较高(例如，透射率约为80％)时，被蚀刻保护层21和蚀刻保护层22吸收的激光脉冲30的量可相对降低。因此，用于去除蚀刻保护层21和蚀刻保护层22的工艺时间可相对较长，并且第一宽度w21的尺寸和第二宽度w22的尺寸可相对减小。
69.在实施方式中，为了使蚀刻保护层21和蚀刻保护层22可以相对较少地透射激光脉冲30，可以调整第一蚀刻保护层21的材料、第一蚀刻保护层22的材料和激光脉冲30的波长。
70.在实施方式中，激光脉冲30的波长可以是约343纳米(nm)以上且约355nm以下。当激光脉冲30的波长可以是约343nm以上且约355nm以下时，对于大多数材料(例如，聚苯乙烯、聚碳酸酯和pmma)，激光脉冲30的透射率可以相对较低。所以，通过将激光脉冲30的波长设定为约343nm以上且约355nm以下，激光脉冲30对大多数材料的吸收速率可以相对较高。
71.图10、图11和图12是沿着图5的线ii-ii'截取的剖视图。
72.参照图10、图11和图12，可以通过调整第一宽度w21和第二宽度w22来改变切割部12的形状。具体地，当第一宽度w21的尺寸增大时，切割部12的上部分的尺寸可以增大。而且，当第二宽度w22的尺寸增大时，切割部12的下部分的尺寸可以增大。在图10、图11和图12中，第一宽度w21的尺寸可以与第二宽度w22的尺寸基本上相同。换句话说，第一宽度w21的尺寸与第二宽度w22的尺寸之间的差可以等于或小于第二宽度w22的尺寸的1％。而且，可以通过调整修饰部11的第三宽度w11的尺寸来改变切割部12的形状。具体地，当修饰部11的第三宽度w11的尺寸增大时，切割部12的中间部的宽度w12可以增大。
73.图10、图11和图12可示出当不同地调整对修饰部11的第一宽度w21、第二宽度w22和第三宽度w11的设定时的切割部12的形状。图10可示出当第一宽度w21和第二宽度w22的尺寸分别为约8μm、修饰部11的第三宽度w11的尺寸为约14μm、并且蚀刻时间为约200秒时的切割部12的形状。图11可示出当第一宽度w21和第二宽度w22的尺寸分别为约20μm、修饰部11的第三宽度w11的尺寸为约14μm、并且蚀刻时间为约200秒时的切割部12的形状。图12可示出当第一宽度w21和第二宽度w22的尺寸分别为约6μm、修饰部11的第三宽度w11的尺寸为约6μm、并且蚀刻时间为约200秒时的切割部12的形状。根据这些参数，如图10至图12所示，切割部12的中间部的宽度w12和切割部12的形状可以改变。
74.图13和图14是沿着图5的线ii-ii'截取的剖视图。
75.参照图13和图14，可以通过玻璃衬底10相对于激光脉冲30的透射率来改变切割部12的形状。图13和图14示出了当玻璃衬底10的透射率不同时的切割部12的形状。图13示出了玻璃衬底10的透射率为约25％，且图14示出了玻璃衬底10的透射率为约50％。
76.当玻璃衬底10的透射率相对较低(例如，玻璃衬底10的透射率约为25％)时，玻璃衬底10吸收相对大的量的激光脉冲30，并且第二蚀刻保护层22可以相对较少地被去除。因此，第二宽度w22的尺寸可小于第一宽度w21的尺寸，并且切割部12的形状可在切割部12的上部分和切割部12的下部分之间不对称。为了使切割部12不具有不对称的形状，玻璃衬底10的透射率可以为约50％以上。
77.图15是用于解释根据实施方式的激光脉冲的示意图。
78.参照图15，玻璃制造方法还可以包括以下步骤：产生激光脉冲30；以及通过激光扫描单元3用激光脉冲30照射玻璃衬底10。
79.激光扫描单元3可以包括多个镜，并且可以改变从激光产生器1进入激光扫描单元3的激光脉冲2的方向。在实施方式中，激光扫描单元3还可以包括f-θ透镜4。当激光脉冲30照射在玻璃衬底10上时，f-θ透镜4可以校正激光脉冲30的焦点。
80.图16是示出根据实施方式的玻璃衬底的立体图。
81.参照图16，示出了在平面图中具有矩形形状的玻璃衬底100，但是根据本发明的玻璃衬底100的形状不限于矩形形状。例如，玻璃衬底100的形状可以是圆的形状。玻璃衬底100可以包括上表面101、与上表面101相对的下表面102、以及连接上表面101和下表面102的侧表面103。玻璃衬底100的侧表面103可以包括切割部200。切割部200可以包括第一倒角部110和第二倒角部120。玻璃衬底100可以包括切割部200。切割部200可以是通过参照图1至图15描述的方法切割的表面。
82.玻璃衬底100可以包括碱石灰、铝硼硅酸盐、碱土铝硅酸盐或碱土铝硼硅酸盐。
83.图17是沿着第一方向dr1延伸的线截取的图16的玻璃衬底的剖视图。
84.参照图17，第一倒角部110可以与上表面101相邻。第二倒角部120可以与下表面102相邻。
85.第一倒角部110可以具有曲面。具体地，第一倒角部110可以具有第一曲率半径r110。第二倒角部120可以具有第二曲率半径r120。第一曲率半径r110可以大于第二曲率半径r120。
86.图18是示出根据另一实施方式的玻璃衬底的立体图。将省略与图16的玻璃衬底重叠的描述。
87.参照图18，侧表面103可以包括切割部200。切割部200可以包括第一倒角部110、第二倒角部120和平坦部130。切割部200可以是通过参照图1至图15描述的方法切割的表面。
88.图19是沿着第一方向dr1的线截取的图18的玻璃衬底的剖视图。
89.参照图19，第一倒角部110可以与上表面101相邻。第二倒角部120可以与下表面102相邻。
90.第一倒角部110可以具有曲面。具体地，第一倒角部110可以具有第一曲率半径r110。第二倒角部120可以具有曲面。具体地，第二倒角部120可以具有第二曲率半径r120。平坦部130可以具有平坦的表面。平坦部130可以平行于由第二方向dr2和第三方向dr3限定的平面(参见图18)。平坦部130可以设置在第一倒角部110与第二倒角部120之间。换句话
说，平坦部130可以连接第一倒角部110和第二倒角部120。第一曲率半径r110可以大于第二曲率半径r120。
91.尽管在本文中已经描述了某些实施方式和实现，但是根据该描述，其它实施方式和修改将是显而易见的。因此，发明构思不限于这些实施方式，而是限于所附权利要求的更宽的范围，并且对于本领域的普通技术人员来说，各种明显的修改和等同布置将是显而易见的。