[发明专利]具有高弯曲强度的薄玻璃基板及其制备方法

说明书

本发明的目的是改善非常薄的玻璃板的韧性和对玻璃板的处理。为此，提供了一种用于制备结构化玻璃盘(1)的方法，该方法包括以下步骤：‑提供厚度为至多400μm的玻璃盘(1)，‑将超短脉冲激光器(5)的激光束(50)引导并聚焦到玻璃盘(1)上，激光束(50)的波长对于玻璃盘(1)的玻璃是可穿透的，使得激光束(50)可以穿透玻璃盘(1)，‑激光束(50)聚焦以在玻璃盘(1)内产生细长焦点(52)，激光束(50)的强度足以沿着焦点(52)在玻璃盘(1)内产生损伤区(7)，‑激光束(50)相对于玻璃盘(1)移动以在玻璃盘(1)上沿着至少一个环形路径(55)并肩插入多个损伤区(7)，使得在玻璃盘(1)中限定至少一个工件(9)，其中环形路径(55)包围工件(9)，工件保持连接到玻璃盘(1)的周围区段，‑通过将玻璃盘暴露于蚀刻剂来进行蚀刻，蚀刻剂侵入到损伤区(7)中，‑在蚀刻之后，将具有至少一个工件(9)的玻璃盘(1)化学钢化。

技术领域

本发明涉及对非常薄的玻璃板的加工。更具体地，本发明涉及对在表面和边缘修饰之后具有高强度的薄玻璃制品的晶片/面板级别的加工。本发明还涉及在以下各项中的包含所述玻璃制品作为基板或盖的产品：滤色器、过滤印刷电子器件、触控面板的传感器、指纹传感器、薄膜电池基板、移动电子设备、半导体中介层、可弯曲/可折叠显示器、太阳能电池、显示器或其它应用，特别地，其中高化学稳定性、温度稳定性、低透气性、柔韧性、高强度和低厚度的组合是期望的或有利的。除消费性和工业电子器件之外，所述玻璃制品还可以用于工业生产或计量中的保护应用。

背景技术

具有不同组成的薄玻璃是适合于许多应用的材料，其中透明性、高耐化学性和耐热性以及限定的化学和物理性质是重要的。例如，无碱玻璃可以用于显示面板和作为晶片/面板形式的电子封装材料。含碱硅酸盐玻璃用于滤光片涂层基板、触摸传感器基板、指纹传感器模块、显示器盖和可弯曲或可折叠显示器盖。

同样地，铝硅酸盐(AS)、锂铝硅酸盐(LAS)、硼硅酸盐和钠钙玻璃广泛用于如滤光片的基板、指纹传感器(FPS)的盖、保护盖、显示器盖和可弯曲/可折叠显示器盖等应用。对于这些应用，玻璃可以被化学钢化以实现高机械强度，如通过特殊试验(例如，2点弯曲(2PB)、3点弯曲(3PB)、落球、环上环(RoR)、防划伤、落笔、静态和动态弯曲等)确定的。

边缘磨削和化学钢化是众所周知的用于提高玻璃强度的常规程序，所述玻璃例如钠钙玻璃或铝硅酸盐(AS)玻璃或锂铝硅酸盐(LAS)或硼硅酸盐玻璃，所述玻璃例如用作显示器应用的盖玻璃。在这方面，表面压应力(CS)通常介于200MPa至1,300Mpa之间，并且离子交换层的深度通常大于30μm，优选地大于40μm。对于运输或航空中的安全防护应用，AS玻璃的交换层可以大于100μm。

通常，所有这些应用都以均具有高CS和高DoL的玻璃为目标。然而，在不牺牲机械强度的情况下，玻璃钢化之后难以切割成一定尺寸。因此，钢化过程通常应用于具有最终玻璃产品的尺寸和厚度的板。例如，智能手机的的盖玻璃的尺寸和厚度通常大于4英寸和0.4mm，指纹识别传感器(FPS)的盖玻璃的尺寸和厚度通常大于10*10mm和0.145mm。在其它应用(如滤色器或3D成像传感器)中，将玻璃切割成77*77mm左右的尺寸或其它晶片尺寸(4英寸、6英寸、8英寸或12英寸)，之后是涂覆工艺。为了降低单件加工工艺的成本，开发了通过钢化大尺寸玻璃(如G2、G5尺寸)并且然后切割的大规模生产工艺，其以所谓的“单一玻璃解决方案”(OGS)而众所周知。此方法的优点是经济效益。然而，离子交换深度(也称为“长度扩散”，DoL)限于低的值，以避免切割期间的破裂。但是，低DoL导致低耐划伤性和低的弯曲强度。另外，由于切割过程，边缘会经历一定的未钢化。这与玻璃切割边缘处的如裂纹和剥落等缺陷一起导致整体机械强度(即，反映在弯曲或冲击强度中)显著降低。