制造柔性覆盖窗的方法和使用该方法制造的柔性覆盖窗与流程

制造柔性覆盖窗的方法和使用该方法制造的柔性覆盖窗
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求于2020年12月18日提交的韩国专利申请no.10-2020-0178950的优先权，该韩国专利申请的全部内容通过该参引并入本文中以用于所有目的。
技术领域
3.本公开涉及用于玻璃基覆盖窗的制造方法和使用该方法制造的柔性覆盖窗。本公开涉及能够通过使用相比于包括在玻璃内的碱基金属离子具有更小的离子半径的碱基金属离子来同时增强平面部分和弯折部分的柔性覆盖窗制造方法，并且涉及通过该方法制造的柔性覆盖窗。


背景技术：

4.近年来，电气及电子技术快速地发展，并且各种类型的显示产品兴起以满足新时代的需求和各种消费者的需求。
5.就柔性显示器而言，关于显示器进行的研究基本上呈弯曲、滚动、和从弯折开始伸展的形式。用于保护显示器面板的覆盖窗以及显示器面板应形成为柔性的。
6.这种柔性覆盖窗应具有良好的柔性，并且即使在反复弯折时也不应在弯折部分上产生标记，并且因此不应使图像质量失真。
7.对于现有柔性显示器的覆盖窗，在显示器面板的表面上使用了诸如pi或pet之类的聚合物薄膜。
8.然而，就聚合物薄膜而言，由于其弱的机械强度，聚合物薄膜仅用来防止显示器面板上的划痕，易受冲击阻力的影响，具有低的透光率，并且已知是相对昂贵的。
9.此外，就这种聚合物薄膜而言，随着显示器的弯折次数的增加，在弯折部分上会留下标记，从而导致对弯折部分的损坏。例如，在弯折极限(通常为200,000次)的评估期间会发生聚合物薄膜的挤压或撕裂。
10.最近，为了克服由聚合物薄膜制成的覆盖窗的局限性，已经进行了关于玻璃基覆盖窗的各种研究。
11.就玻璃基覆盖窗而言，需要以下基本必需的物理特性：满足弯折特性，屏幕没有失真，即使在比如通过触笔反复接触时也具有足够的强度，并且具有一定的压力。
12.为了满足覆盖窗的强度特性，玻璃应有一定的或更大的厚度，并且为了满足弯折特性，玻璃应小于一定厚度。此外，还需要关于在屏幕不失真的情况下的最佳覆盖窗厚度和结构的研究。
13.根据相关技术，存在使玻璃形成为满足弯折特性和强度特性并且使覆盖窗的弯折区域(弯折部分)形成为比其他区域(平面部分)相对更纤细的许多技术。
14.为了增强这种覆盖窗的强度，主要使用了化学增强方法。在化学增强中，当碱基玻璃被浸在高温的kno3熔盐中时，由于熔盐中的钾离子和玻璃中的钠离子的替换，在玻璃表面产生了压应力。此时，由于具有大原子尺寸的钾离子的影响，玻璃的体积增大。
15.特别地，当弯折部分形成为纤细的时，由于因拉应力根据厚度造成的不平衡而产生的弯折部分中的高压缩比，可能会发生覆盖窗的自然爆炸、破损、或波形起伏，这将严重影响产品的质量。
16.图1a和图1b图示了在常规柔性覆盖窗中的由于弯折部分与平面部分之间的厚度差所导致的拉应力的不平衡。如图所示，有薄平面部分更多地增加从而导致覆盖窗的整体质量劣化的现象。
17.为了解决该问题，已经尝试了调整弯折部分与平面部分之间的增强程度的方法，但是很难确保整个覆盖窗上的增强的均匀性。对于每个覆盖窗位置，仍然有压应力(cs)和增强深度(dol)的不均匀性问题。


技术实现要素：

18.本公开源于上述需要，并且本公开的目的是提供一种用于制造柔性覆盖窗的方法，该方法使用具有比包括在玻璃内的碱基金属离子的离子半径小的离子半径的碱基金属离子同时增强平面部分和弯折部分，并且提供一种使用该方法制造的柔性覆盖窗。
19.为了实现上述目的，本公开提供了一种用于制造柔性覆盖窗的方法，该方法使用具有比包括在玻璃中的碱基金属离子的离子半径小的离子半径的碱基金属离子同时增强平面部分和弯折部分，并且提供了一种使用该方法制造的柔性覆盖窗。
20.此外，具有比包含在玻璃中的碱基金属离子的离子半径小的离子半径的碱基金属离子优选地为锂。
21.此外，柔性覆盖窗的制造方法优选地使用包括钾离子和锂离子的熔盐来执行。
22.而且，所述熔盐优选地包括kno3、nano3和lino3。
23.此外，根据制造柔性覆盖窗的方法，可以通过使用包括钾离子和锂离子的熔盐来执行第一增强过程，并且然后可以通过使用包括钾离子的熔盐来执行第二增强过程。
24.此外，用于第一增强过程中的熔盐优选地包含kno3、nano3和lino3。
25.此外，基于总熔盐，kno3的含量应为20重量份至70重量份，并且lino3的含量应为0.1重量份至5重量份。
26.此外，用于第二增强过程中的熔盐优选地包括lino3和nano3中的任何一者或两者，同时包括kno3。
27.此外，lino3的量优选地等于或者小于第一增强过程中的lino3的量。
28.此外，基于总熔盐，lino3的量优选地被包含在0.1重量份至2重量份的量中。
29.本公开涉及一种玻璃基覆盖窗。特别地，本公开提供了一种柔性覆盖窗，该柔性覆盖窗保持了增强的玻璃特定纹理，同时使用相比于包含在玻璃中的碱基金属离子具有更小的离子半径的碱基金属离子同时增强平面部分和弯折部分以简化过程。通过调整整个区域的拉应力，提供了确保强度特性和弯折特性的柔性覆盖窗。
30.特别地，本公开提供了防止由于因平面部分与弯折部分之间的厚度差导致的增强后的玻璃基板的拉应力的差而产生变形、弯曲和破坏。通过使用金属离子执行化学增强过程，在现有的部分化学增强过程中不需要诸如掩模过程之类的额外过程，从而提高了可大量生产性。
31.因此，通过同时地化学增强平面部分和弯折部分，完全解决了增强不均匀问题比
如作为常规的部分化学增强过程的涂覆溶液的分散性和精密涂覆、以及由于涂覆溶液的停滞现象而产生的上端部和下端部的偏差问题。由于不执行掩模过程，因此可以简单地执行该过程。
附图说明
32.图1a和图1b是示出了根据相关技术的柔性覆盖窗的照片的视图；
33.图2和图3是用于解释本公开的原理的示意图；以及
34.图4是示出了根据本公开的柔性覆盖窗的照片的视图。
具体实施方式
35.本公开涉及一种玻璃基覆盖窗。特别地，本公开提供了一种柔性覆盖窗，该柔性覆盖窗保持增强的玻璃特定纹理，同时使用相比于包括在玻璃中的碱基金属离子具有更小的离子半径的碱基金属离子来增强平面部分和弯折部分以简化过程。通过调整整个区域的拉应力，提供了确保强度特性和弯折特性的柔性覆盖窗。
36.特别地，本公开提供了下述柔性覆盖窗，该柔性覆盖窗用以防止由于因平面部分与弯折部分之间的厚度差而导致的增强后的玻璃基板的拉应力差而产生变形、弯曲和破坏。通过使用金属离子执行化学增强过程，在现有的部分化学增强过程中不需要诸如掩模过程之类的额外过程，从而提高了可大量生产性。
37.因此，通过同时化学增强平面部分和弯折部分，完全解决了增强不均匀问题比如作为常规的部分化学增强过程的涂覆溶液的分散性和精密涂覆、以及由于涂覆溶液的停滞现象而产生的上端部和下端部的偏差问题。由于不执行掩模过程，因此可以简单地执行该过程。
38.本公开涉及使用相比于包括在玻璃内的碱基金属离子具有更小的离子半径的碱基金属离子同时增强平面部分和弯折部分来制造柔性覆盖窗的方法，并且涉及使用该方法制造的柔性覆盖窗。
39.在本公开中，术语“前表面”意为用户可以触摸的表面，这意为触笔或类似物所接触到的表面，并且意为附图中的向上方向的表面。在本公开中，“后表面”是与前表面相反的表面，并且意为与触摸相反的表面，即，在朝向显示器面板的方向上的表面，并且意为在附图中的向下方向的表面。
40.在本公开中，显示器的“弯折区”是指显示器被弯折或弯曲成两半的区域，并且在本公开中，覆盖窗被弯折成与该区域相对应的区域被称为覆盖窗的“弯折部分”(f)。除弯折部分(f)以外的平坦区域被称为覆盖窗的“平面部分”(p)。
41.特别地，本公开形成于玻璃基的基板上，并且玻璃基板100形成为完全平坦(弯折部分(f)的厚度与平面部分(p)的厚度相同)，或者弯折部分(f)被分割成一个或更多个部段。因此，玻璃基板100可以整体地形成为两件、三件等。
42.此外，弯折部分(f)可以通过变纤细而形成为具有比平面部分(p)的厚度更薄的厚度。通常，覆盖窗的平面部分(p)的厚度是30μm至300μm，并且弯折部分(f)的厚度是大约10μm至100μm，并且弯折部分(f)通过处理非常薄的玻璃板形成。
43.这里，弯折部分(f)可以具有均匀的厚度，或者可以形成为厚度从弯折区域的中心
朝向外侧逐渐增加。即，弯折部分(f)的横截面可以形成为直线形状或弯曲形状。
44.当弯折部分(f)形成为直线形状时，与形成为弯曲形状的技术相比，弯折特性进一步改善。如果弯折部分(f)具有弯曲形状，则最小厚度的范围相对较小，并且当弯折重复时，厚的部分中的弯折特性、比如弯折时的破损降低。当弯折部分(f)整体上具有均匀厚度时，即，当弯折部分形成为具有相同厚度的直线形状时，构成最小厚度的区域被广泛地形成以提高柔性、恢复力以及弹性力，从而提高弯折特性。
45.此外，在机械组装时，不易使弯曲的弯折部分(f)的中心部分对准，但根据本公开，弯折部分(f)具有均匀的厚度。在组装时，即，在粘接至显示器面板的前部时，能够减少组装公差，从而将产品之间的质量差减到最小，并且降低缺陷率。
46.如上所述，直线形状的弯折部分(f)的优点多于弯曲形状的弯折部分(f)的优点，但是弯折部分可以通过根据产品的规格选择直线形状的弯折部分(f)或者弯曲形状的弯折部分(f)来制造。
47.这里，弯折部分(f)的宽度被设计为考虑了覆盖窗弯折时的曲率半径，并且近似地设定为曲率半径xπ。覆盖窗在弯折部分(f)中的厚度形成为10μm至100μm，该厚度与弯折部分(f)有关。
48.如果弯折部分f的深度过深，即，如果覆盖窗的弯折区域过薄，则可弯折性良好，但是在增强过程期间褶皱或强度是不利的。当覆盖窗的弯折区域过厚时，弯折区域中的柔性、恢复力和弹性力退化，并且因此，覆盖窗在弯折部分(f)中的厚度可以适当地为约10μm至100μm。
49.本公开中的覆盖窗基于玻璃形成为具有约30μm至300μm的厚度，并且被化学地增强和使用。在该厚度中，弯折部分(f)的宽度和深度被适当地设计成如上所述。如果覆盖窗比上述厚度薄，则覆盖窗的弯折区域的厚度在弯折部分(f)形成后变得过薄，并且因此出现上述问题。即使覆盖窗比上述厚度厚，基于上述玻璃也会降低柔性、回弹力和弹性，并且阻碍显示器产品的减重。
50.根据本公开的实施方式，弯折部分(f)形成为其中覆盖窗的弯折部分(f)向内变纤细的形状，并且通常形成为矩形沟槽形状。在弯折部分(f)的两个侧端部处可以形成具有在弯折部分(f)中逐渐增厚的厚度的倾斜部分，以便连接至覆盖窗的平面部分。
51.特别地，通过在弯折部分(f)的两个端部(与平坦部分(p)的边界部分)处形成具有低斜率的倾斜部分，通过反射表面的反射角的大小在弯折部分(f)的整个区域中类似地调整，因此将光的干涉和在反射表面上的视觉可见性减到最小。
52.此外，在弯折部分(f)和平面部分(p)上或者弯折部分(f)上可以形成刻蚀图型以提高玻璃基板100上的强度特性和弯折特性。
53.在本公开中，覆盖窗形成于显示器面板的前表面上，以通过保持弯折特性和强度特性来保护显示器面板，并且可以布置在透明聚酰亚胺(cpi)盖上以保护cpi盖。
54.如上所述，本公开将提供一种柔性覆盖窗，该柔性覆盖窗形成于玻璃基上，并且具有作为薄板且具有增强的强度特性和弯折特性的弯折部分(f)，以便被应用于柔性显示器，并且构成柔性覆盖窗的玻璃基板100可以一体形成为在整个区域中具有相同的厚度，或者可以形成具有比平面部分(p)的厚度更薄的厚度的纤细部分。
55.首先，根据本公开，在用于制造柔性覆盖窗的方法中，弯折部分(f)形成在玻璃基
板的一个或两个表面上。
56.在玻璃基板上形成有光刻层以形成弯折部分(f)，并且图型化有抗蚀层以形成具有用于在玻璃基板上形成弯折部分(f)的开放区域的抗蚀图型层。
57.光刻层通过将光刻涂层或干膜抗蚀剂(dfr)层压在玻璃基板上并对抗蚀层进行图型化以形成用于在玻璃基板上形成弯折部分(f)的抗蚀图型层而形成。然后，使用抗蚀图型层作为掩模来形成弯折部分(f)。
58.弯折部分(f)可以使用图型层作为掩模、通过使用湿法刻蚀、抛光、激光成形、掩模油墨、或干膜抗蚀剂(dfr)的掩模过程中的至少一者或者两者或更多者的组合、或者通过使用比如湿法刻蚀、激光成形作为后处理的掩模过程来形成。
59.在本公开的实施方式中，在将dfr层压在玻璃基板上之后，使用dfr作为湿掩模进行湿法刻蚀，以形成弯折部分(f)。这里，弯折部分(f)的倾斜部分在刻蚀溶液由于dfr的弯折部分(f)侧的端部的抬起而穿透在dfr与玻璃基板之间时形成。
60.根据所设计的弯折部分的形状，调整了倾斜部分的斜度或者倾斜部分的有效区域的长度、过程条件，所述过程条件比如为dfr的厚度、dfr在弯折部分(f)的端部处的抬起的度数、刻蚀剂的浓度、温度、以及刻蚀时间。
61.倾斜部分的有效面积(l)是根据倾斜部分的倾斜度来确定的，并且大约50μm至5000μm是合适的。在这种情况下，倾斜部分的倾斜度(a)关于平面部分(p)优选地具有1
°
至20
°
的斜度(a)。
62.倾斜部分的倾斜度将使由于光反射而引起的边界部分的可见性最小化。即，当倾斜部分(边界)没有倾斜度(90
°
)时，边界处的反射表面通过平面部分(p)侧反射而在视觉上被识别，从而降低了屏幕的失真或分离度。在本公开中，弯折部分(f)和平面部分(p)以平缓的斜度连接，以使边界部分的可见性最小化。
63.如上所述，本公开提供了通过使用具有比包括在形成有弯折部分的玻璃基板中的碱基金属离子的离子半径更小的离子半径的碱基金属离子来同时增强平面部分和弯折部分。
64.根据本公开，在化学增强过程中使用的碱基金属在下表1中示出。
65.(表1)
[0066][0067][0068]
当碱性玻璃浸泡在高温的kno3熔盐中时，由于熔盐中的钾离子与玻璃中的钠离子的置换，在玻璃的表面产生了压应力。
[0069]
此时，由于具有大的原子尺寸的钾离子的影响，玻璃的体积增大。另一方面，在锂离子的情况下，由于原子半径小于玻璃的钠离子的原子半径，所以玻璃的体积减小。
[0070]
该特征在薄玻璃的情况下特别明显，这可以总结为如下表2中所示。这在图2中示出。
[0071]
(表2)
[0072]
划分厚玻璃薄玻璃钾小拉伸大拉伸锂小缩减大缩减
[0073]
下面的表3和表4测量了在不向熔盐添加锂和添加锂的情况下根据添加的锂的量对于每个玻璃厚度而言的长度的变化量。
[0074]
(表3)
[0075][0076]
(表4)
[0077][0078][0079]
本公开的参考实施方式如下。
[0080]
1)方法1：两步增强法
[0081]
a.第一增强(kno3 nano3 lino3)
[0082]
a.通过将kno3设定为20％至70％来控制cs/dol
[0083]
b.将lino3添加为0.1％至5％来减少玻璃。
[0084]
c.增强温度为350℃至460℃，并且时间为5分钟至10小时。
[0085]
b.二次增强(表5)
[0086]
(表5)
[0087][0088]
2)方法二：一步增强法
[0089]
a.kno
3 100％ lino3(0.1％至5％)
[0090]
b.kno
3 50％至99％ nano
3 1％至50％ lino
3 0.1％至5％
[0091]
※
通过锂离子替换来抵消钾离子替换期间发生的长度增加的功能(钾离子替换的量可以随着锂含量的增加而增加)
[0092]
根据本公开的实施方式的原理在图3中图示。
[0093]
作为整体，拉伸部分和缩减部分被抵消以同时增强弯折部分和平面部分，并且柔性覆盖窗的整个区域的拉应力被调整成提供确保了强度特性和弯折特性的柔性覆盖窗。
[0094]
图4示出了根据本公开的实施方式制造的柔性覆盖窗的照片。经确认，如相关技术中那样的变形或弯曲在弯折部分和平面部分的整个区域中都被最小化。
[0095]
如上所述，本公开是为了防止由于因平面部分与弯折部分之间的厚度差而导致的增强后的玻璃基板的拉应力的差而产生变形、弯曲和破坏。通过使用金属离子执行化学增强过程，在现有的部分化学增强过程中不需要诸如掩模过程之类的额外过程，从而提高了可大量生产性。
[0096]
因此，通过同时地化学增强平面部分和弯折部分，完全解决了增强不均匀问题比如作为常规的部分化学增强过程的涂覆溶液的分散性和精密涂覆、以及由于涂覆溶液的停滞现象而产生的上端部和下端部的偏差问题。由于不执行掩模过程，因此可以简单地执行该过程。