本發(fā)明屬于柔性玻璃，具體涉及一種在玻璃表面加工凹槽的方法及不等厚柔性玻璃的制備方法。

背景技術(shù)：

1、柔性玻璃通常是指厚度小于0.1mm的超薄玻璃，具有彎折性能優(yōu)異、透光率高等特點(diǎn)，因此廣泛應(yīng)用于折疊電子產(chǎn)品等顯示材料領(lǐng)域。然而，厚度過薄同樣導(dǎo)致柔性玻璃的強(qiáng)度與抗沖擊等性能較差，使用過程中容易出現(xiàn)破損等問題。

2、為更好地平衡柔性玻璃的性能需求，現(xiàn)階段主要通過在折疊區(qū)加工形成凹槽的方式，使折疊區(qū)獲得所需的彎折性能，同時保證非折疊區(qū)具有良好的強(qiáng)度與抗沖擊性能。目前在柔性玻璃表面加工凹槽的方法主要包括cnc、化學(xué)蝕刻以及熱壓成型等，但上述方法易導(dǎo)致玻璃出現(xiàn)破損缺陷、厚度不均以及凹槽形狀不可控等問題，極大影響了不等厚柔性玻璃的外觀和性能，限制其在柔性顯示材料領(lǐng)域的大規(guī)模應(yīng)用。

3、超快激光改性后的玻璃相比于未改性玻璃具有極快的蝕刻速率，這為激光改性結(jié)合化學(xué)蝕刻制備不等厚柔性玻璃提供了可能。然而，激光在玻璃內(nèi)部的散射會使改性區(qū)域的選擇發(fā)生偏差，并且激光能量易發(fā)生衰減，導(dǎo)致成品形貌與設(shè)計(jì)形貌不符，影響產(chǎn)品的外觀與性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、基于上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種超快激光二次改性制備不等厚柔性玻璃的方法，能夠有效降低柔性玻璃加工過程中的破損風(fēng)險，同時可精準(zhǔn)控制凹槽區(qū)形狀，大幅提升厚度均勻性，顯著改善產(chǎn)品外觀與性能。

2、本發(fā)明具體方案如下：

3、本發(fā)明目的之一在于，提供了一種在玻璃表面加工凹槽的方法，包括：

4、s1、通過超快激光對玻璃的目標(biāo)凹槽區(qū)進(jìn)行一次改性，在目標(biāo)凹槽區(qū)的特定深度形成微晶層；s2、通過超快激光對目標(biāo)凹槽區(qū)二次改性，形成潛影層；s3、對目標(biāo)凹槽邊緣進(jìn)行激光刻蝕；s4、通過化學(xué)蝕刻在激光加工面形成凹槽；

5、所述微晶層所在深度為目標(biāo)凹槽深度的1/4～1/2，潛影層所在深度為目標(biāo)凹槽的目標(biāo)深度。

6、本發(fā)明采用超快激光與化學(xué)刻蝕結(jié)合的方法，首先采用兩次超快激光改性在目標(biāo)凹槽的底部形成潛影層，然后對目標(biāo)凹槽邊緣進(jìn)行激光蝕刻，由此在凹槽的兩側(cè)與底部形成了微通道，能夠使得化學(xué)蝕刻液通過微通道對玻璃進(jìn)行蝕刻，直接將目標(biāo)凹槽區(qū)進(jìn)行剝離，得到目標(biāo)凹槽。

7、進(jìn)一步，針對采用超快激光一次改性直接在目標(biāo)凹槽底部形成潛影層時，產(chǎn)生的激光在玻璃內(nèi)部的散射使改性區(qū)域的選擇發(fā)生偏差，并且激光能量易發(fā)生衰減，導(dǎo)致成品形貌與設(shè)計(jì)形貌不符，影響產(chǎn)品的外觀與性能的問題。本發(fā)明將超快激光改性分為兩步進(jìn)行，先在目標(biāo)凹槽深度1/4～1/2處進(jìn)行改性，得到微晶層，該微晶層可減少二次激光在玻璃內(nèi)部的散射，提升光路穩(wěn)定性與能量集中性。在此基礎(chǔ)上，再將激光聚焦至目標(biāo)凹槽底部進(jìn)行二次改性，能夠獲得蝕刻程度均勻的潛影層。

8、本發(fā)明所述目標(biāo)凹槽的深度，是指凹槽底部距離玻璃加工面的垂直高度。微晶層所在深度，是指微晶層距離玻璃加工面的的垂直高度。潛影層所在深度，是指潛影層距離玻璃加工面的垂直高度。優(yōu)選地，所述玻璃為柔性玻璃。

9、優(yōu)選地，s1中，所述超快激光為飛秒脈沖激光；所述飛秒脈沖激光波長為750～850nm，脈沖寬度為100～200fs，功率為80～120w，掃描速度為40～60mm/s。

10、優(yōu)選地，s1中，所述微晶層的微晶顆粒粒徑為0.2～1.0μm、顆粒間距為1～3μm。本發(fā)明所述顆粒間距是指微晶顆粒之間的距離。

11、優(yōu)選地，s1具體為：采用飛秒脈沖激光從目標(biāo)凹槽區(qū)邊緣開始按回字形或s形路線對目標(biāo)凹槽區(qū)進(jìn)行超快激光改性，形成微晶層；更優(yōu)選地，s1中按照回字形路線對目標(biāo)凹槽區(qū)進(jìn)行超快激光改性。

12、優(yōu)選地，s2中，所述超快激光為飛秒脈沖激光；所述飛秒脈沖激光波長為900～1200nm，脈沖寬度為300～500fs，功率為30～50w，掃描速度為180～230mm/s。更優(yōu)選地，s2中，飛秒脈沖激光光束通過微晶層的光束呈垂直角度入射。

13、通過光束垂直度檢測儀反饋信息調(diào)整入射角度與焦距，以實(shí)現(xiàn)通過微晶層的光束呈垂直角度入射。

14、優(yōu)選地，s2具體為：采用飛秒脈沖激光器從目標(biāo)凹槽邊緣開始按回字形或s形路線對目標(biāo)凹槽區(qū)進(jìn)行超快激光改性，形成潛影層；更優(yōu)選地，s2中按照s形路線對目標(biāo)凹槽區(qū)進(jìn)行超快激光改性。

15、優(yōu)選地，s3中，激光刻蝕所述激光為皮秒激光；更優(yōu)選為紅外皮秒激光；尤其優(yōu)選為單光源紅外皮秒激光。

16、優(yōu)選地，s3中，激光刻蝕的激光功率為60～90w，刻蝕速度為40～60mm/s。激光刻蝕時，刻蝕軌跡保持固定方向直線運(yùn)動，保持激光強(qiáng)度分布均勻。

17、優(yōu)選地，s4具體為：在激光加工面的非凹槽區(qū)和玻璃的另一面涂覆uv熱解耐酸膜，固化后將玻璃整體放入蝕刻液中，形成目標(biāo)形狀的凹槽。

18、本發(fā)明目的之二在于，還提供了一種不等厚柔性玻璃的制備方法，包括：以上任一項(xiàng)方法在玻璃加工面得到凹槽；然后將玻璃的另一面化學(xué)減薄至目標(biāo)厚度，得到不等厚柔性玻璃。

19、優(yōu)選地，在凹槽面整體涂覆uv熱解耐酸膜，采用噴淋工藝將玻璃的另一面化學(xué)減薄至目標(biāo)厚度。

20、優(yōu)選地，還包括對減薄后的玻璃進(jìn)行鋼化處理。

21、優(yōu)選地，所述玻璃為高鋁硅酸鹽玻璃、鈉鈣硅酸鹽玻璃、硼酸鹽玻璃中任意一種。

22、優(yōu)選地，所述不等厚玻璃所述不等厚玻璃弧形凹槽部分的厚度小于其他部分厚度；凹槽底部到遠(yuǎn)離所述凹槽一面的距離<0.1mm；優(yōu)選地，所述凹槽底部到遠(yuǎn)離所述凹槽一面的距離為0.03±0.005mm。

23、本發(fā)明有益效果為：

24、(1)本發(fā)明采用二次超快激光改性在玻璃內(nèi)部指定區(qū)域加工形成潛影區(qū)，相較于一次激光改性直接形成潛影區(qū)的方法，可顯著提升激光光路穩(wěn)定性與能量集中性，優(yōu)化激光改性均勻性，大幅降低潛影區(qū)凹凸不平等缺陷的發(fā)生風(fēng)險，提升不等厚玻璃成品的外觀良率與性能可靠性。進(jìn)一步結(jié)合化學(xué)蝕刻可實(shí)現(xiàn)對凹槽形狀的精確控制，有效提升外觀質(zhì)量與厚度均勻性。

25、(2)本發(fā)明所述方法能夠得到微通道，直接對潛影層進(jìn)行完全蝕刻，直接將目標(biāo)凹槽區(qū)進(jìn)行剝離，不必對整體凹槽區(qū)域進(jìn)行蝕刻處理，可大幅縮短蝕刻時間，提高生產(chǎn)效率。

26、(3)本發(fā)明主要通過激光工藝進(jìn)行不等厚成型，可與計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)高度結(jié)合，實(shí)現(xiàn)全過程自動化加工與工業(yè)化大批量生產(chǎn)，具有高效率、低成本、無污染等優(yōu)點(diǎn)。相比于cnc及熱壓等不等厚成型方式，采用超快激光改性制備不等厚柔性玻璃，加工過程中不會對玻璃產(chǎn)生機(jī)械應(yīng)力，可大幅降低玻璃破損風(fēng)險。

技術(shù)特征：

1.一種在玻璃表面加工凹槽的方法，其特征在于，包括：s1、通過超快激光對玻璃的目標(biāo)凹槽區(qū)進(jìn)行一次改性，在目標(biāo)凹槽區(qū)的特定深度形成微晶層；s2、通過超快激光對目標(biāo)凹槽區(qū)二次改性，形成潛影層；s3、對目標(biāo)凹槽邊緣進(jìn)行激光刻蝕；s4、通過化學(xué)蝕刻在激光加工面形成凹槽；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在玻璃表面加工凹槽的方法，其特征在于，s1中，所述超快激光為飛秒脈沖激光；所述飛秒脈沖激光波長為750～850nm，脈沖寬度為100～200fs，功率為80～120w，掃描速度為40～60mm/s。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的在玻璃表面加工凹槽的方法，其特征在于，s1中，所述微晶層的微晶顆粒粒徑為0.2～1.0μm、顆粒間距為1～3μm；優(yōu)選地，s1中采用飛秒脈沖激光從目標(biāo)凹槽區(qū)邊緣開始按回字形或s形路線對目標(biāo)凹槽區(qū)進(jìn)行超快激光改性，形成微晶層。

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的在玻璃表面加工凹槽的方法，其特征在于，s2中，所述超快激光為飛秒脈沖激光；所述飛秒脈沖激光波長為900～1200nm，脈沖寬度為300～500fs，功率為30～50w，掃描速度為180～230mm/s。

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的在玻璃表面加工凹槽的方法，其特征在于，s2中采用飛秒脈沖激光器從目標(biāo)凹槽邊緣開始按回字形或s形路線對目標(biāo)凹槽區(qū)進(jìn)行超快激光改性，形成潛影層。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的在玻璃表面加工凹槽的方法，其特征在于，s3中，激光刻蝕所述激光為皮秒激光；優(yōu)選為單光源紅外皮秒激光。

7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的在玻璃表面加工凹槽的方法，其特征在于，s3中，激光刻蝕的激光功率為60～90w，刻蝕速度為40～60mm/s。

8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的在玻璃表面加工凹槽的方法，其特征在于，s4具體為：在激光加工面的非凹槽區(qū)和玻璃的另一面涂覆uv熱解耐酸膜，固化后將玻璃整體放入蝕刻液中，形成目標(biāo)形狀的凹槽。

9.一種不等厚柔性玻璃的制備方法，其特征在于，包括：采用權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)方法在玻璃加工面得到凹槽；然后將玻璃的另一面化學(xué)減薄至目標(biāo)厚度，得到不等厚柔性玻璃。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的不等厚柔性玻璃的制備方法，其特征在于，在凹槽面整體涂覆uv熱解耐酸膜，采用噴淋工藝將玻璃的另一面化學(xué)減薄至目標(biāo)厚度；優(yōu)選地，還包括，對減薄后的玻璃進(jìn)行鋼化處理。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種在玻璃表面加工凹槽的方法及不等厚柔性玻璃的制備方法，包括：S1、通過超快激光對玻璃的目標(biāo)凹槽區(qū)進(jìn)行一次改性，在目標(biāo)凹槽區(qū)的特定深度形成微晶層；S2、通過超快激光對目標(biāo)凹槽區(qū)二次改性，形成潛影層；S3、對目標(biāo)凹槽邊緣進(jìn)行激光刻蝕；S4、通過化學(xué)蝕刻在激光加工面形成凹槽；所述微晶層所在深度為目標(biāo)凹槽深度的1/4～1/2，潛影層所在深度為目標(biāo)凹槽的目標(biāo)深度。本發(fā)明所述方法能夠有效降低柔性玻璃加工過程中的破損風(fēng)險，同時可精準(zhǔn)控制凹槽區(qū)形狀，大幅提升厚度均勻性，顯著改善產(chǎn)品外觀與性能。

技術(shù)研發(fā)人員：楊金發(fā),周子寒,王荀梓,李樹立,張鈞軸,吳宏偉,張照
受保護(hù)的技術(shù)使用者：凱盛科技股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6